ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA DE UNA ESTRUCTURA DE HORMIGÓN EN COMPARACIÓN CON UNA ESTRUCTURA DE MADERA A TRAVÉS DEL DISEÑO DE ESCENARIOS INTERMEDIOS

Abstract

[ES] Tras más de un siglo de uso del hormigón armado en el sector de la construcción, es posible encontrar estructuras de este tipo en todo el mundo, debido a sus muchas ventajas. Sin embargo, después del desarrollo de muchos avances tecnológicos, es necesario considerar varias cuestiones con respecto a estas construcciones de hormigón, tratando de adaptarse a la situación que el mundo vive actualmente, el cambio climático. Por otro lado, otros métodos de construcción como las estructuras de madera, también se han desarrollado y realizado con éxito en diferentes países durante años. El objetivo de este trabajo es comparar esos métodos de construcción, a través del desarrollo de un Análisis del Ciclo de Vida con el software GEMIS. Se desarrollan cuatro escenarios a partir de la construcción de un caso base de hormigón armado existente en España, con el fin de estudiar su composición, características y comparar sus costes. Sus medidas y cantidades de material se calculan a través del software Arquímedes, y luego se desarrollan tres escenarios más, con el objetivo de mejorar sus propiedades paso a paso. Esto se realiza con la implementación de materiales apropiados, capaces de reducir las emisiones y mejorar su rendimiento térmico, como se demuestra en el presente trabajo. Se analizan e incluyen la extracción de materias primas, la producción y el procesamiento, los requisitos de materiales para la construcción y los transportes. Además, también se incluyen algunas etapas operativas, ya que se analiza el rendimiento térmico del edificio, utilizando el software ArchiPHYSIK, con el objetivo de verificar la viabilidad de los diferentes escenarios después de los cambios en materiales y estructura. La idea principal es mostrar que el uso de algunos materiales contaminantes, como el demandado hormigón, podría reducirse o incluso reemplazarse por materiales más sostenibles, como la madera. Las estructuras de madera se utilizan comúnmente en toda Europa y en este proyecto, se comparan principalmente con las estructuras de hormigón, por lo que se pueden contrastar sus ventajas e inconvenientes. Los resultados de cada caso son obtenidos, trazados y comparados. A continuación, se calcula finalmente la contribución a las emisiones de gases de efecto invernadero de cada material y, por tanto, el comportamiento del edificio en cada caso. Teniendo en cuenta los resultados, es fácil concluir que la construcción de estructuras de madera debe ser altamente estimulada, ya que la reducción en emisiones de CO2 y emisiones de CO2 equivalentes es notable. Además, es importante destacar que el rendimiento térmico también es considerablemente mejor en el caso de la estructura de madera que en el resto de escenarios, ya que el valor de transmitancia térmica cumple finalmente con los requisitos. En términos de costes, las estructuras de hormigón son más baratas que las de madera. Sin embargo, como también presentan un mejor rendimiento térmico, sería necesario realizar la comparación de costes considerando también las pérdidas de energía, para obtener conclusiones de costes reales.

[EN] After more than a century of use of reinforced concrete in the construction sector, it is possible to find these type of structures all over the world, due to its many advantages. However, after the development of many technological advances, it is necessary to consider several issues regarding those concrete structures, trying to adapt to the world current situation, the climate change. On the other hand, other construction methods such as timber structures, have been also developed and performed successfully in several countries for years. The aim of this work is to compare those building methods, through the development of a Life Cycle Assessment with the software GEMIS. Four scenarios are developed starting from an existing reinforced concrete base case building in Spain, in order to study their composition, characteristics and compare cost. Its measures and material quantities are calculated through Archimedes software, and then three more scenarios are developed with the aim of improve its properties step by step. That is performed with the implementation of appropriate materials capable to reduce emissions and improve its thermal performance, as it is demonstrated. They are analysed including raw material extraction, production and processing, material requirements for the construction, as well as transports. Moreover, some operational stages are also included as the thermal performance of the building is analysed as well, using ArchiPHYSIK software, with the aim of checking the feasibility of the different scenarios after material and structure changes. The main idea is to show that the use of some pollutant materials such as the widely demanded concrete, could be decreased or even replaced by more sustainable materials such as wood. Timber structures are commonly used all over Europe and in this project, they are mainly compared with concrete structures so their advantages and disadvantages can be contrasted. The results of each case are obtained, plotted and compared. Then, the contribution to the GHG emissions of each material is finally calculated, and therefore the behavior of the building in each case. Considering the results, it is easy to conclude that the construction of timber structures must be highly encouraged, as the reduction of CO2 and CO2 equivalent emissions is notable. Furthermore, it is important to notice that the thermal performance is also considerably better in the timber structure case than in the others, as the U-value finally meets the requirements. In terms of cost, concrete structures are cheaper than timber ones. However, as they also present a better thermal performance, it would be necessary to perform the cost comparison considering energy losses as well, to get real cost conclusions.