A comparative approach to assess the embodied and operational energy of waste-based masonry materials

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides empirical embodied energy data via work studies and thermal simulation methodology for building materials in tropical climates.

🏢実務担当者:Shows that waste-based AAC and EPS blocks can reduce cooling electricity by 37-52%, offering a business case for sustainable material selection.

🏛政策担当者:Demonstrates the life-cycle energy benefits of waste-based materials, supporting policies that incentivize circular construction and embodied energy reduction.

建設業界は、主に急速な都市化と経済成長による住宅需要の大幅な増加に牽引され、いくつかの環境問題への主要な貢献者として認識されてきた。この需要は、枯渇しつつある天然資源を用いて一般的に製造される、セメント砂ブロックや焼成粘土レンガを含むエネルギー集約型の組積材料に大きく依存してきた。その結果、産業成長はしばしば経済発展に伴い、大量の廃棄物を生み出し、その多くは埋立地に処分され、環境問題をさらに悪化させている。このような状況において、オートクレーブ養生気泡コンクリート（AAC）ブロックや発泡ポリスチレン（EPS）ブロックを含む廃棄物ベースの代替組積材は、産業廃棄物を建築材料に転用するものであるが、熱帯気候における実証的なエネルギー性能データが不足している。本研究では、稼働中の製造施設で実施したワークスタディを用いたプロセスベース分析により、それらをセメント砂ブロックと比較評価し、体積エネルギー（embodied energy）を評価した。また、スリランカの代表的な中所得層住宅ユニットに対して、材料の実測された熱特性を利用した熱シミュレーションを採用し、運用エネルギーを比較した。AACおよびEPS壁は、壁1 m²あたりの体積エネルギーが32～34%高い一方で、年間運用エネルギーはそれぞれ16%および22%低く、年間冷房電力削減率は37%および52%であった。廃棄物ベースの組積材料は従来の基準材よりも高い体積エネルギーを示したが、観察された運用エネルギーの削減は、建物の寿命全体にわたる正味のエネルギー節約の明確な可能性を示した。したがって、廃棄物ベースの組積ユニットは、熱帯気候における総エネルギー消費を削減し、循環経済の原則を促進するための実行可能な解決策として浮上した。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

The construction industry has been recognised as a major contributor to several environmental challenges, mainly due to rapid urbanisation and economic growth that have driven a substantial increase in housing demand. This demand has heavily relied on energy-intensive masonry materials, including cement-sand blocks and fired clay bricks, typically manufactured using depleting natural resources. Consequently, industrial growth often accompanies economic development, resulting in vast quantities of waste, much of which is disposed of in landfills, further exacerbating environmental concerns. In this context, waste-based alternative masonry, including autoclaved aerated concrete (AAC) blocks and expanded polystyrene (EPS) blocks, repurposes industrial waste into building materials, yet lacks empirical energy performance data in tropical climates. This study evaluated and compared them against cement-sand blocks using process-based analysis with work studies conducted at operating manufacturing facilities to evaluate embodied energy. It also employed thermal simulations for a representative middle-income residential unit in Sri Lanka, utilising empirically measured thermal properties of the materials, to compare the operational energy. AAC and EPS walls showed 32–34% higher embodied energy per 1 m2 of wall, but yielded 16% and 22% lower annual operational energy, respectively, with annual cooling electricity savings of 37% and 52%. Although the waste-based masonry materials exhibited a higher embodied energy than the conventional reference, the operational energy reductions observed demonstrated clear potential for net savings of energy throughout the lifespan of the buildings. Therefore, waste-based masonry units emerged as viable solutions to reduce total energy consumption in tropical climates and promote circular economy principles.

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