توسط کریستین دیسپنزا، ارتقای تعالی سازمانی

سیمان در طول تاریخ آنقدر در بالادست زنجیره تامین یک ساختمان بوده است که طراحان، مهندسان و صاحبان ساختمان‌ها جزئیات تولید آن را نادیده می‌گیرند. اما تغییرات در صنعت طراحان را به سمت دیدگاه گهواره به گهواره سوق می دهد.

گفتن اینکه سرعت نوآوری محصول افزایش یافته است، دست کم گرفتن است. در حالی که نوآوری ها راه حل های خوشایند برای مشکلات موجود ارائه می دهند، آنها همچنین نیازمند تغییر در رویکرد تحویل پروژه هستند. با توجه به بسیاری از مصالح ساختمانی که فرمول‌بندی‌های جدید و مزایای جدید را ارائه می‌دهند، همکاری زودهنگام بین تامین‌کنندگان و طراحان یک راه مهم برای پر کردن شکاف‌های دانش و اطمینان از بهینه‌سازی محصولات است که حداکثر سود را به نتیجه پروژه می‌رساند.

J. Ignacio Cariaga، مدیر پایداری تجاری، منطقه شمال غرب، مواد هایدلبرگ آمریکای شمالی، گفت: “از برخی جهات، این فرهنگ را در هم می شکند.” مالکان و طراحان همیشه تا حدودی از مواد و تامین کنندگان حذف شده اند. اما زمان آن فراتر از دیدن سیمان و سایر مصالح ساختمانی به عنوان یک کالا است و آنها را به عنوان راه حلی برای حذف کربن تجسم یافته در محیط ساخته شده می بینیم. این یک رویکرد جامع تر است.”

وقتی صحبت از تولید سیمان و بتن می شود، بسیاری از نوآوری ها بر بهبود پایداری متمرکز هستند. چندین عامل با هم ترکیب شده اند تا پایداری را در خط مقدم طراحی و ساخت قرار دهند. سرمایه گذاران و شرکای مالی آنها به طور فزاینده ای بر عملکرد یک شرکت در پایداری متمرکز شده اند، که یک عامل کلیدی نه تنها در درک عمومی بلکه در موفقیت کلی آن است. مکالمات در مورد انتشارات محدوده 3 (که در آن انتشار گازهای گلخانه ای تولید نشده توسط یک شرکت خاص، با این وجود بخشی از مسئولیت آن شرکت در نظر گرفته می شود) همچنین تصمیمات سازمان ها را آگاه می کند. این هدف بسیاری از سازمان‌ها را برای دستیابی به انتشار خالص صفر گازهای گلخانه‌ای در سازه‌های ساخته‌شده خود هدایت می‌کند – یعنی متعادل کردن مقدار CO2 مرتبط با پروژه که در جو منتشر می‌شود با حذف مقداری معادل.

دولت‌های جهانی در پیگیری خالص صفر حرف اول را می‌زنند، به طوری که بیش از 140 کشور قصد خود را برای رسیدن به صفر خالص اعلام کرده‌اند و بسیاری از آنها ضرب‌الاجل را تا سال 2050 تعیین کرده‌اند. اهداف کاهش کربن در قوانین ساختمانی محلی بسیاری از اعضای بخش خصوصی نیز اهدافی را برای رسیدن به صفر خالص تعیین می کنند.

Cariaga گفت: «در سواحل غربی، شرکت‌های فناوری بزرگ پیشرو هستند و پروژه‌های خالص صفر را دنبال می‌کنند.

رویکرد صفر خالص ذاتاً مبتنی بر عملکرد است. با تمرکز بر نتایج به جای راه حل های تجویزی، به مالکان، مهندسان و طراحان این امکان را می دهد که بتوانند رویکردها و سیستم های جدیدی را امتحان کنند، که بسیاری از آنها برای دستیابی به عملکرد بهینه انرژی در هماهنگی عمل می کنند. چنین انعطاف‌پذیری لازم است، زیرا رفتن به «آخرین مایل» در بهینه‌سازی انرژی می‌تواند به راه‌حل‌های ابداعی نیاز داشته باشد.

«هر چه به دستیابی به یک پروژه واقعی صفر خالص نزدیک‌تر می‌شوید، باید با دقت بیشتری به تمام ورودی‌های مواد درگیر نگاه کنید. لری رولند، مدیر بازار پایداری، هایدلبرگ مواد آمریکای شمالی گفت: اینجاست که انجام محاسبات جامع، شروع در اوایل مرحله طراحی، مقایسه انواع مواد و بررسی طیف کامل ملاحظات چرخه عمر منطقی است. بسیاری از سازمان‌ها در واقع شبکه گسترده‌تری را برای بهبود نتایج پایداری خود ایجاد می‌کنند و حوزه‌هایی از زنجیره ارزش خود را هدف قرار می‌دهند که در آن می‌توان بیشترین بهبود را انجام داد. طبق اکثر تخمین ها، تولید سیمان سنتی مسئول حدود 7 درصد از کل انتشار CO2 ساخته دست بشر است. این بدان معناست که بتن، که برای هر پروژه ای بسیار حیاتی است، می تواند نشان دهنده درصد قابل توجهی از کربن تجسم یافته در یک ساختمان تمام شده باشد. بنابراین، بهبود پایداری پروژه با پرداختن به سهم CO2 سیمان و بتن می تواند نقطه خوبی برای شروع باشد.

ارزیابی سیمان و کربن مربوط به بتن

اعلامیه‌های محصول زیست‌محیطی (EPD)، که توسط شخص ثالث در برابر معیارهای صنعت تأیید شده‌اند، ابزاری هستند که اندازه‌گیری شدت کربن را آسان‌تر می‌کند. EPD برای سیمان و بتن، اثرات کربن تجسم یافته مخلوط‌ها و مواد مختلف را مقایسه می‌کند و به صاحبان و طراحان اجازه می‌دهد تا تأثیرات زیست‌محیطی را اندازه‌گیری کنند. EPD ها در آوردن تامین کنندگان مواد زودتر از همیشه نقش مهمی داشته اند. با این وجود، EPD ها بیشتر در ارزیابی کربن تولید شده در حین منبع یابی مواد خام، تولید محصول و ساخت و ساز – پارامترهای سنتی برای اندازه گیری – مفید هستند. کار با نمایندگان تامین کنندگان بر روی طرح های خاص پروژه به تیم اجازه می دهد تا محاسبات کربن را به سطح بعدی برساند و ورودی های کربن را از طریق کلید در دست و عملیات ساختمان شناسایی کند.

«فرصت این است که تیم بر شفافیتی که با استفاده از EPD به دست می‌آید، بسازد. EPD ها در را به روی تامین کننده باز می کنند تا در مراحل اولیه طراحی یک پروژه شرکت کند. رولند گفت: با همکاری با یکدیگر – و با اذعان به اینکه همه نگرانی‌های سنتی مانند زمان‌بندی و قابلیت ساخت هنوز حیاتی هستند – می‌توانیم راه‌حل‌های مبتنی بر بازار را برای دستیابی به اهداف پایداری مالک ارائه کنیم.

برای مثال، با همکاری یکدیگر، تامین کنندگان مواد و مهندسان سازه می توانند راه هایی را برای کاهش کل بتن در یک سازه شناسایی کنند. استفاده از بتن با کارایی بالا می تواند ضخامت کف را کاهش دهد و/یا حجم بتن مورد نیاز برای ستون ها را کاهش دهد، به عنوان مثال، در نتیجه شدت کربن عناصر ساختمانی را کاهش دهد. از آنجایی که حجم بتن ارتباط نزدیکی با عمق دال دارد، محرک بزرگ کربن است که با استفاده از یک ماده با کارایی بالا به کاهش یک یا دو اینچی دست می یابد. حتی اگر ماده با کارایی بالا به خودی خود از شدت کربن بالاتری نسبت به یک مخلوط معمولی برخوردار باشد، این اتفاق می‌افتد.

فرمولاسیون‌های کاهش‌دهنده کربن، فرآیندهای تولید و تبدیل دیجیتال

تولیدکنندگان سیمان نیز سخت کار می کنند تا انتشار کربن مرتبط با تولید سیمان را کاهش دهند. صنعت ساختمان قبلاً شاهد استفاده گسترده از سیمان سنگ آهک پرتلند بوده است، که در آن مقداری از کلینکر در سیمان پرتلند معمولی با سنگ آهک آسیاب شده جایگزین می شود، تغییری که به طور قابل توجهی CO2 سیمان را کاهش می دهد. تولیدکنندگان بتن همچنین با استفاده از مواد سیمانی مکمل مانند سرباره، خاکستر بادی و مواد دیگر، اغلب در ترکیب با سیمان سنگ آهک پرتلند، پایداری را بهبود می بخشند.

یک رویکرد کاهش کربن که برای کربن زدایی تولید سیمان در طولانی مدت حیاتی است، جذب، استفاده و ذخیره کربن (CCUS) است.

Cariaga گفت: «CCUS به مالکان و طراحان کمک می‌کند تا با استفاده از سیمانی که در وهله اول کربن تجسم‌یافته را کاهش می‌دهد، اتکای خود را به جبران کربن کاهش دهند.

تاسیسات CCUS در ادمونتون دارای یک برج جاذب و یک لوله گاز دودکش به طول مایل و قطر 12 فوت است که کارخانه اصلی را به عملیات CCUS متصل می کند. (تصویر با حسن نیت از شرکت هایدلبرگ مواد آمریکای شمالی)

پروژه CCUS که در حال حاضر برای مواد هایدلبرگ آمریکای شمالی در ادمونتون، کانادا برنامه ریزی شده است، انتظار می رود که منجر به اولین اجرای کامل CCUS در جهان در کارخانه سیمان شود.

کاریاگا گفت: «در صورت عملیاتی شدن، سیمان تولید شده در تاسیسات ادمونتون کربن خالص صفر خواهد داشت. این برای تولیدکنندگان بتن مهم است و به آنها اجازه می دهد تا به طور بالقوه به بتن خالص صفر دست یابند. علاوه بر این، سیمان صفر خالص از Edmonton CCUS به طور بالقوه می تواند مالکان – خصوصی و عمومی – در سراسر آمریکای شمالی را قادر سازد تا به کاهش قابل توجه کربن در پروژه های خود دست یابند.”

یک تغییر مهم دیگر اتخاذ راه حل های دیجیتال در سراسر زنجیره تامین سیمان است. تحول دیجیتال در صنعت بتن مخلوط آماده به سرعت در حال حرکت است و از آنجایی که هوش مصنوعی (AI) راه خود را به جریان‌های کاری روزمره باز می‌کند، این روند قطعا ادامه خواهد داشت. هوش مصنوعی و سایر ابزارهای مبتنی بر ابر با ارائه شفافیت بیشتر از همیشه به بهینه سازی کربن کمک می کنند. این ابزارها مدیریت موجودی و ترکیب، لجستیک حمل و نقل، بهینه‌سازی ناوگان و موارد دیگر را بهبود می‌بخشد.

«همراه کردن این با مقاومت بتن بی‌درنگ، پیمانکاران ما را برای تصمیم‌گیری آگاهانه مجهز می‌کند. ما آنها را به بتن خود در هنگام رسیدن و داخل بتن خود را در هنگام بهبود می‌بینیم. اریکا فلوکینگر، مدیر دیجیتال، مواد هایدلبرگ گفت: چشم انداز ارائه بینش در زمان واقعی به محصول ما خواهد بود که فرصت/شفافیت را در مورد کربن تجسم یافته و ویژگی های عملکرد ماتریس بتنی فراهم می کند که ارزش های پیشرفته جدیدی را برای مشتریان ما فراهم می کند. آمریکای شمالی.

سیمان و بتن: نقش آنها در چرخه عمر ساختمان

ارزیابی چرخه زندگی راه دیگری برای پشتیبانی از نتایج مبتنی بر عملکرد است.

«منطقه مهمی که در نظر گرفته نمی شود، کربن تجسم یافته مربوط به نیازهای تعمیر و نگهداری است. کاریاگا گفت: هرچه زودتر جمع‌آوری داده‌ها را در مورد این دسته از انتشار کربن آغاز کنیم، بهتر است، زیرا به قول معروف «آنچه اندازه‌گیری می‌شود مدیریت می‌شود».

تحلیل‌های هزینه چرخه عمر (LCCA) برای جمع‌آوری تمام هزینه‌های مرتبط با یک پروژه ساختمانی مفید هستند – نه تنها ساخت و ساز آن، بلکه هزینه عملیاتی آن و حتی دفع یا استفاده نهایی آن برای بازیافت. LCCA ها کارایی مرتبط با طول عمر یک ماده یا سیستم یا خود ساختمان را نشان می دهند. طول عمر و دوام ملاحظات مهمی هستند، زیرا ساخت یکباره بهترین راه برای کاهش شدت کربن است.

LCCAها همچنین در راهبردهای ساختمانی که انعطاف پذیری را در سازه تمام شده بهبود می بخشد، فاکتور می گیرند. انعطاف‌پذیری به عنوان توانایی یک سازه برای بازیابی پس از یک رویداد مخرب تعریف می‌شود و می‌تواند هزینه‌های بازسازی آینده و همچنین هزینه‌های بهداشت و ایمنی و هزینه‌های مرتبط با عدم امکان استفاده از سازه را در طول نجات، بازیابی و بازسازی کاهش دهد. /p>

برای تعیین کمیت مزایای انعطاف‌پذیری، برخی از ابزارهای LCCA نه تنها داده‌های آب و هوایی تاریخی بلکه پیش‌بینی‌های اقلیمی را نیز شامل می‌شوند. اینها می توانند اهداف تاب آوری را از نظر مقاومت در برابر گرما، بارش، سیل، بالا آمدن سطح دریا و غیره مشخص کنند. تامین کنندگان سیمان و بتن نیز در اینجا نقشی ایفا می کنند و به دستیابی به طرح هایی کمک می کنند که در آن بتن بار انرژی برای گرمایش و سرمایش را کاهش می دهد، به عنوان مثال، یا محاسبه مزایای مرتبط با کاهش هزینه های تعمیر، جایگزینی، یا بهداشت و ایمنی.

دستیابی به صفر خالص و سایر اهداف پایداری، به‌ویژه با در نظر گرفتن جدول‌های زمانی تهاجمی برای نتایج تا سال 2050 یا حتی قبل از آن، نیازمند رویکردی چند جانبه از سوی همه در صنعت، از طراحان گرفته تا تامین‌کنندگان، پیمانکاران و مالکان است. این نیاز به یک دیدگاه کل نگر دارد که به کل گستره یک سیستم، از گهواره تا گور، و در حالت ایده آل، دوباره به گهواره، از طریق استفاده مجدد و بازیافت نگاه کند. یک رویکرد واقعاً دایره‌ای چیزی است که در نهایت امکان تحقق آینده صفر خالص را فراهم می‌کند.

کریستین دیسپنزا یک مدیر ارشد حساب است که دارای تعالی سازمانی پیشرفته است، در حال توسعه مقالات روند، مطالعات موردی و سایر مطالب روابط عمومی است. او مدرک لیسانس علوم را از کالج مهندسی دانشگاه ایالتی اوهایو/مدرسه معماری دریافت کرد و بیش از 25 سال تجربه نویسندگی و ویراستاری دارد.