Inserção da ACV no processo de projeto de edificações: avaliação de alternativas e ferramentas computacionais para a prática de mercado

Lucas Caldas; Michele  Carvalho; Romildo

doi:10.18830/issn.1679-0944.n28.2020.09

Authors

Lucas Caldas Programa de Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio de Janeiro (COPPE/UFRJ) https://orcid.org/0000-0002-3108-2833
Michele Carvalho Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, Universidade de Brasília (PECC/UnB) https://orcid.org/0000-0001-7969-9341
Romildo Programa de Engenharia Civil, Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro (COPPE/UFRJ) https://orcid.org/0000-0001-5867-4452

DOI:

https://doi.org/10.18830/issn.1679-0944.n28.2020.09

Keywords:

Life Cycle Assessment; Environmental Impacts; BIM; Costs

Abstract

Life Cycle Assessment (LCA) has been very widespread in academia and in some industrial sectors, including the Architecture, Engineering and Construction (AEC) industry. From this perspective, it can be seen as a new discipline of design practice, but still needs to be adapted to the typical design process of the market. This research aimed to design guidelines for the dissemination of the LCA for market practice. First, a bibliographic research was carried out to identify different computational tools and the processes carried out in the literature. In order to assess license costs, a survey was conducted with market suppliers. We found that the initial stages of the design process are the most suitable for the use of the LCA. When the costs are assessed, we noticed that the most viable path tends to be with the use of tools integrated with BIM, preferably with the use of plugins. This research brings as its main contribution the fact that it is more professional oriented to the AEC industry. Therefore, our finds can help the diffusion of LCA, and, consequently enable a better management of environmental impacts in the life cycle of buildings.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Lucas Caldas, Programa de Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio de Janeiro (COPPE/UFRJ)

Professor na Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal do Rio de Janeiro (FAU UFRJ). Engenheiro civil, ambiental e sanitarista. Mestre em Estruturas e Construção Civil (UnB). Doutor em engenharia civil (PEC/COPPE/UFRJ). Pesquisador e Professor Colaborador no Núcleo de Ensino e Pesquisa em Materiais e Tecnologias de Baixo Impacto Ambiental na Construção Sustentável (NUMATS) e no Laboratório de Construções Inteligentes (LCI) da COPPE/UFRJ. Professor na pós-graduação executiva MBE COPPE/UFRJ, ministrando a disciplina de Cidades Inteligentes. Pesquisa temas relacionados Ã construção sustentável, Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), avaliação de desempenho de edificações, economia circular, Building Information Modeling (BIM) e cidades inteligentes e sustentáveis. Consultor da certificação de sustentabilidade para edificações EDGE Buildings. É autor de diversos artigos publicados em eventos e periódicos nacionais e internacionais. Escreve artigos para o ArchDaily sobre temas relacionados Ã construção e cidades sustentáveis.

Michele Carvalho, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, Universidade de Brasília (PECC/UnB)

Professora e pesquisadora da Universidade de Brasília (UnB), no Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil (PECC-UnB). Engenheira Civil (PUC-GO), Mestrado (UFG) e Doutorado em Engenharia Civil (UnB). Tem experiência na área de engenharia civil, com ênfase em Construção Civil, atuando principalmente nos seguintes temas: sustentabilidade, planejamento de grandes obras, sistema de gestão da qualidade, gestão ambiental, gestão de projetos e parques tecnológicos de inovação. É autora de artigos publicados em eventos e periódicos nacionais e internacionais. É orientadora de diversos trabalhos de conclusão de curso, mestrado e doutorado. Participa de diversos projetos de pesquisa vinculados ao tema de Custos. Atualmente suas linhas de pesquisa são: custos, produtividade, gestão de riscos de contratos públicos, contratação pública, sustentabilidade e BIM.

Romildo, Programa de Engenharia Civil, Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro (COPPE/UFRJ)

Professor Titular da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), no Programa de Engenharia Civil da COPPE/UFRJ. É membro titular da Academia Brasileira de Ciências (ABC). Mestre (1986) e doutor (1997) em Engenharia Civil pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) e pós-doutor pela Universidade Técnica de Dresden, na Alemanha. Atualmente, é diretor da COPPE/UFRJ. Recebeu do Instituto Brasileiro do Concreto o prêmio Luiz Alfredo Falcão Bauer, de Destaque do Ano em Engenharia, no campo das pesquisas do concreto e materiais constituintes (2009). Foi duas vezes contemplado pelos editais da Faperj “Cientista do Nosso Estado” (2010) e “Cientista Jovem do Nosso Estado” (2000). Coordenador executivo do Centro Brasil-China de Mudanças Climáticas e Energias Renováveis, é membro do INBAR Bamboo Construction Task Force, e presidente da Associação Brasileira de Materiais e Tecnologias não Convencionais.

References

ABANDA, F.H.; OTI, A.H.; TAH, J.H.M. Integrating BIM and new rules of measurement for embodied energy and CO2assessment. J. Build. Eng. 12, 288e305, 2017.

AJAYI, S.O.; OYEDELE, L.O.; CERANIC, B.; GALLANAGH, M.; KADIRI, K.O. Life cycle environmental performance of material specification: a BIM-enhanced comparative assessment. Int. J. Sustain. Build. Technol. Urban Dev. 6, 14e24, 2015.

ANDRADE, M. L.; RUSCHEL, R. Interoperabilidade de Aplicativos BIM Usados em Arquitetura por Meio do Formato IFC. Gestão & Tecnologia De Projetos, 4(2), p.76-111, 2009.

ARAÚJO, M.; SATTLER. M. A. Contribuição do BIM no processo de quantificação de CO2 no projeto de edificações: estudo de caso com o software Autodesk Revit. Cadernos de Arquitetura e Urbanismo Paranoá, v. 22. p. 102-111, 2018.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13532: Elaboração de projetos de edificações - Arquitetura. Rio de Janeiro, 1995.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO 14040: Gestão ambiental - Avaliação do ciclo de vida - Princípios e estrutura. Rio de Janeiro: ABNT, 2009.

ATHENA SUSTAINABLE MATERIALS INSTITUTE. Site oficial. Disponível em: <http://www.athenasmi.org/what-we-do/epd-and-ebd-services/> Acesso em: 27 jun. 2019.

BARROS, N. N; SILVA, V. G. Bim na avaliação do ciclo de vida de edificações: revisão da literatura e estudo comparativo. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, Campinas, SP, v. 7, n. 2, p. 89-101, jun. 2016.

BASBAGILL, J.; FLAGER, F.; LEPECH, M.; FISCHER, M. Application of life-cycle assessment to early stage building design for reduced embodied environmental impacts. Build. Environ. 60, 81e92, 2013.

BORGES, J. G.; CALDAS, L. R.; PAULSE, P. C.; HORA, K. E.; CARVALHO, M. T. M. (2017) Uso do BIM no processo de quantificação de emissões de CO2 no projeto de edificações: estudo de caso para o software DesignBuilder. REEC - Revista Eletrônica de Engenharia Civil, v. 14, n. 1, 2017.

BUENO, C.; FABRICIO, M.M. Comparative analysis between a complete LCA study and results from a BIMLCA plug-in. Automation in Construction, v. 90, p. 188”“200, 2018.

CABEZA, L.; RINCÓN, F.; VILARIÑO, V.; PÉREZ, G.; CASTELL, A. Life cycle assessment (LCA) and life cycle energy analysis (LCEA) of buildings and the building sector: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 29, p. 394-416. 2014.

CALDAS, L.R.; SALGADO, M. Gestão da Qualidade aplicada ao Processo de Projeto de Avaliação do Ciclo De Vida (ACV) para Edificações. VI Congresso Brasileiro Sobre Gestão do Ciclo de Vida | SBQP. In: Anais...João Pessoa, 2017.

CRIPPA, J. et al. A BIM”“ LCA integration technique to embodied carbon estimation applied on wall systems in Brazil, Built Environment Project and Asset Management, Vol. 8 Issue: 5, pp.491- 503, https://doi.org/10.1108/BEPAM-10-2017-0093

DURÃO, V.; SILVESTRE, J. D.; MATEUS, R.; BRITO, J. Assessment and communication of the environmental performance of construction products in Europe: Comparison between PEF and EN 15804 compliant EPD schemes. Res. Cons. Rec. 156, 104703, 2020.

EASTMAN, C.; TEICHOLZ, P.; SACKS, R.; LISTON, K. Manual de BIM Handbook: um guia de modelagem da informação da construção para arquitetos, engenheiros, gerentes, construtores e incorporadores. Tradução de Cervantes Gonçalve Ayres Filho et al. Porto Alegre: Bookman, 2014.

ECOINVENT. Site Oficial. Disponível em: https://www.ecoinvent.org/. Acesso em: 20 Ago. 2020.

EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION. CEN EN 15804: sustainability of construction works: environmental product declarations: core rules. 2012.

FABRÃCIO, M. (2007). O arquiteto e o coordenador de projetos. Pós. Revista do Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo da FAUUSP, (22), 26-50. https://doi.org/10.11606/issn.2317-2762.v0i22p26-50

GEORGES, L.; HAASE, M.; HOULIHAN WIBERG, A.; KRISTJANSDOTTIR, T.; RISHOLT, B. Life cycle emissions analysis of two nZEB concepts. Build. Res. Inf. 43, 82e93., 2015.

GOMES, V.; BARROS, N. N. Contribuição da modelagem BIM para facilitar o processo de ACV de edificações completas. Gestão e Tecnologia de Projetos, São Carlos, v. 13, n. 2, p. 19-34, 2018. http://dx.doi.org/10.11606/gtp.v13i2.142139

GREATER LONDON AUTHORITY. ADD2363 London Plan ”“ whole life-cycle carbon assessments. Disponível em: <https://www.london.gov.uk/decisions/add2363-london-plan-whole-life-cycle-carbon-assessments> Acessível em: 01 out. 2019.

HASIK, V.; ORORBIA, M.; WARN, G. P.; BILEC, M. M. Whole building life cycle environmental impacts and costs: A sensitivity study of design and service decisions. Building and Environment, v. 163, p. 153-161, 2019. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.106316

HOLLBERG, A.; GENOVA, G.; HABERT, G. Evaluation of BIM-based LCA results for building design. Automation in Construction, v. 109. p. 102972, 2020.

HOLLBERG, A.; RUTH, J. LCA in architectural designda parametric approach. Int. J. Life Cycle Assess. 21, 943e960, 2016.

JALAEI, F.; JRADE, A. An automated BIM model to conceptually design, analyze, simulate, and assess sustainable building projects. J. Constr. Eng. 1e21., 2014.

KIERAN TIMBERLAKE. Site oficial. 2019. Disponível em: <https://kierantimberlake.com/pages/view/95/tally/parent:4> Acesso em 26.04.2019.

MANZIONE, L. Proposição de uma estrutura conceitual de gestão do processo de projeto colaborativo com o uso do BIM. Tese. Doutorado em Engenharia, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, 2013.

MARTÃNEZ-ROCAMORA, A.; SOLÃS-GUZMÁN, J. MARRERO, M. LCA databases focused on construction materials: A review. Ren. Sust. Ene. Rev. 58, 565-573, 2016.

MOTTA, S. R. F.; AGUILAR, M. T. P. Sustentabilidade e processos de projetos de edificações. Gestão e Tecnologia de Projetos, São Carlos, Vol. 4, n° 1, Maio de 2009. http://dx.doi.org/10.11606/gtp.v13i2.142139

MOURA, L. V. O.; NASCIMENTO, M. L. M.; CALDAS, L.R. BIM E Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) no Projeto de Edificações: Estudo de Caso para Plug-in Tally. VI Congresso Brasileiro Sobre Gestão do Ciclo de Vida | GCV2018. In: Anais...Organização: IBICT e ABCV, Cooperação: UFSCar Brasília, junho de 2018.

NAJJAR, M.; FIGUEIREDO, K.; PALUMBO, M.; HADDAD, A. Integration of BIM and LCA: Evaluating the environmental impacts of building materials at an early stage of designing a typical office building. Journal of Building Engineering. v. 14. p. 115-126.

PENG, C. Calculation of a building's life cycle carbon emissions based on Ecotect and building information modeling. Journal of Cleaner Production. v. 112. p. 453-465. 2016.

POMPONI, A., MONCASTER, A., 2016. Embodied carbon mitigation and reduction in the built environment. What does the evidence say?. J. Env. Manag. 181, 687-700.

RÖCK, M.; HOLLBERG, A.; HABERT, G.; PASSER, A. LCA and BIM: Visualization of environmental potentials in building construction at early design stages. Building and Environment, v. 140, p. 153-161, 2018.

SALGADO, M. S.; CHATELET, A.; FERNANDEZ, P. Produção de edificações sustentáveis: desafios e alternativas. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 12, n. 4, p. 81-99, out./dez. 2012.

SANTOS, R.; COSTA, A. A.; SILVESTRE, J. D., VANDENBERGH, T.; PYL, L. BIM-based life cycle assessment and life cycle costing of an office building in Western Europe. Building and Environment. v. 169. p. 106568, 2020.

SHADRAM, F.; MUKKAVAARA, J. An integrated BIM-based framework for the optimization of the trade-off between embodied and operational energy. Energy Build. 158, 1189e1205, 2018.

SOUST-VERDAGUER, B.; LLATAS, C., MOYA, L. Comparative BIM-based Life Cycle Assessment of Uruguayan timber and concrete-masonry single-family houses in design stage, Journal of Cleaner Production (2020).

SOUST-VERDAGUER, B.; LLATAS, C.; GARCÃA-MARTÃNEZ, A. (2016) Critical review of bim-based LCA method to buildings. Energy and Buildings. v.136. p.110”“120.

YANG, X.; HU, M.; WU, J.; ZHAO, B. 2018. Building-information-modeling enabled life cycle assessment, a case study on carbon footprint accounting for a residential building in China. J. Clean. Prod. 183, 729e743. 2018.