Industri konstruksi mengkonsumsi 46% bahan baku dunia dan menghasilkan sekitar 26% emisi gas rumah kaca global. Menggunakan kembali bahan yang digunakan dalam konstruksi sangat dibutuhkan untuk mengurangi dampak industri terhadap lingkungan, dan pendekatan ekonomi sirkular akan membantu menjaga sumber daya tetap digunakan selama mungkin sebelum dibuang secara permanen. Hanya dengan mendaur ulang bahan seringkali melibatkan sejumlah besar energi untuk memproses ulang bahan tersebut. Dalam penelitian ini, kami meninjau alat dan teknik untuk mengeksplorasi cara meningkatkan penggunaan kembali material dalam konstruksi. Kami menyelidiki sifat-sifat apa yang paling penting untuk menggunakan kembali material, informasi apa yang diperlukan untuk memungkinkan material tersebut digunakan kembali secara efektif, dan bagaimana material tersebut dapat digunakan kembali secara lebih efektif dalam praktiknya.
Menggunakan kembali material dalam praktiknya cukup menantang karena material tersebut tidak terstandarisasi dan tidak dapat dengan mudah dipertukarkan. Logistik untuk mengekstraksi dan mendistribusikan bahan bekas sangat rumit dan mahal, dan tanggung jawab tambahan harus diemban untuk memastikan bahwa komponen yang digunakan kembali sesuai dan aman. Diperlukan banyak sekali informasi tentang bahan-bahan ini untuk memahami bagaimana bahan-bahan tersebut dapat digunakan dalam konstruksi baru. Namun, teknologi digital baru dapat membantu mengumpulkan dan menyimpan informasi ini.
Kebutuhan akan transformasi digital
Bahan bangunan dapat digunakan kembali di beberapa bangunan, tetapi informasi tentang properti dan ketersediaannya harus tersedia bagi pengguna. Penggunaan kembali bahan bangunan sering kali dibatasi oleh kurangnya data yang dapat diandalkan, akurat, dan dapat diakses tentang bahan bangunan tersebut antara akhir masa pakai satu bangunan dan awal masa pakai bangunan lainnya (Gambar 1). Mengubah proses fisik ini menjadi proses digital dapat memungkinkan transfer informasi yang lebih baik di sepanjang siklus hidup material.
Kredit. Penulis
Digitalisasi informasi sangat penting untuk meminimalkan limbah dan menghemat sumber daya. Penelitian tentang Industri 4.0 untuk sirkularitas dalam industri arsitektur, teknik, dan konstruksi (AEC) semakin meningkat tetapi belum mempengaruhi praktik secara luas. Teknologi dapat membantu meningkatkan dan mempercepat proses yang diperlukan untuk transisi menuju lingkungan binaan digital yang sirkular. Namun, transisi ini menghadirkan tantangan tambahan: tenaga kerja perlu memperoleh keterampilan baru, peralatan yang mahal harus tersedia, dan proses perlu disederhanakan untuk efisiensi.
Kami membuat kerangka kerja kategori untuk tindakan penggunaan kembali yang spesifik untuk menyusun penelitian kami (lihat Gambar 2). Kerangka kerja ini mencakup teknik manual dan digital dari tinjauan literatur yang sistematis, studi kasus yang telah dipublikasikan, dan contoh-contoh di dunia nyata. Kami menerapkan teknik-teknik ini pada delapan studi kasus untuk mengeksplorasi serangkaian pendekatan untuk perolehan informasi untuk penggunaan kembali material.
Kredit. Penulis
Mengintegrasikan teknologi Industri 4.0 dalam AEC
Industri 4.0 menandai munculnya teknologi digital cerdas yang terhubung melalui jaringan. Tidak ada daftar teknologi yang diterima secara universal yang termasuk dalam gelombang ini, apalagi rangkaian teknologi khusus yang berlaku untuk AEC, yang dalam bahasa sehari-hari disebut sebagai Konstruksi 4.0. Teknologi-teknologi ini dapat digunakan di semua proses, meskipun hanya beberapa yang berguna untuk karakterisasi, pelacakan, dan penilaian material yang dapat digunakan kembali dan terdapat pada Tabel 1.
Teknik perolehan informasi secara manual jauh lebih umum digunakan daripada teknik digital dalam praktik saat ini. Metode dokumentasi seperti gambar dan spesifikasi bangunan, lembar data produk, dan deklarasi produk lingkungan adalah yang paling umum. Seringkali, laporan inspeksi dan foto digunakan untuk mendapatkan informasi dasar tambahan saat sebuah bangunan digunakan. Tabel 1 merangkum pendekatan manual dan digital untuk memperoleh informasi.
| Sumber informasi | Pendekatan | Contoh Sumber |
| Lembar data dan dokumentasi | Manual | Gambar dan Spesifikasi, Arsip, Inspeksi Manual, Catatan Publik, Paspor Material, Deklarasi Produk Lingkungan (EPD), Lembar Data Produk, Wawancara dan Survei |
| Pemodelan data dan sistem penyimpanan | Digital | Desain Berbantuan Komputer (CAD), Pemodelan Informasi Bangunan (BIM), Sistem Pemodelan Kembar Digital, Lingkungan Data Umum (CDE), dan blockchain |
| Pengujian destruktif dan non-destruktif | Manual dan Digital | Radar Penetrasi Tanah (GPR), Pengambilan Sampel Inti, Pengujian Tegangan dan Tekukan, Radiografi, Penetrasi Pewarna |
| Akuisisi data spasial | Digital | LiDAR, SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), Pemindaian Laser Terestrial (TLS), Fotogrametri, UAV (Unmanned Aerial Vehicles), Sistem Informasi Geografis (SIG) |
| Kecerdasan buatan | Digital | Peramalan deret waktu, Analisis Data Besar, Deteksi Objek |
| Internet of Things (IoT) | Digital | Penginderaan Seluler, Lacak dan Jejak, Tag identifikasi frekuensi radio |
Temuan dari studi kasus
Kami memeriksa beberapa studi tentang keberhasilan penerapan penggunaan kembali bahan bangunan untuk mengetahui pendekatan yang diambil, jenis informasi yang digunakan, dan tindakan spesifik yang terkait dengan penggunaan kembali. Kami melakukan wawancara semi-terstruktur untuk membandingkan pola yang diamati dari studi tersebut dengan delapan contoh penggunaan kembali secara empiris.
Secara keseluruhan, ada enam kelas properti material yang ditemukan berguna untuk penilaian material untuk penggunaan kembali: fisik (misalnya, geometris), ekonomi (misalnya, biaya tenaga kerja/bahan), lingkungan (misalnya, penghematan karbon yang terkandung), mekanis (misalnya, kekuatan), bahan kimia (misalnya, karat/korosi), dan temporal (masa pakai). Dari semua kelas properti ini, dua kelas properti yang paling signifikan untuk membenarkan penggunaan kembali material adalah properti fisik dan ekonomi.
Selain itu, kami mengidentifikasi lima tindakan spesifik yang penting untuk ekstraksi material bangunan dan penggunaan kembali selanjutnya (lihat Gambar 3). Properti dan tindakan ini membantu kami memahami informasi apa yang dibutuhkan untuk memfasilitasi penggunaan kembali bahan bangunan.
Kredit. Penulis
Implikasi untuk masa depan konstruksi sirkular
Penelitian menunjukkan bahwa meskipun metode tradisional masih mendominasi perolehan informasi material dalam konstruksi, terdapat potensi alat digital untuk menyederhanakan prosesnya. Merangkul transformasi digital dapat memungkinkan industri untuk meningkatkan penggunaan kembali material secara efektif. Untuk mencapai hal ini, sektor konstruksi harus memprioritaskan peningkatan keterampilan tenaga kerjanya untuk memanfaatkan teknologi digital. Selain itu, mengadopsi pendekatan yang lebih terintegrasi yang menggabungkan prinsip-prinsip berkelanjutan sejak tahap desain juga sangat penting. Kolaborasi di antara para pemangku kepentingan, termasuk pemasok material, kontraktor, dan pembuat kebijakan, sangat penting untuk mendorong inovasi dan merangkul praktik-praktik sirkular.
Penggunaan kembali elemen bangunan dalam skala yang lebih besar terhambat oleh kesenjangan informasi antara siklus penggunaan bangunan. Kurangnya catatan bangunan yang tersimpan dengan informasi komprehensif yang merinci komposisi material, masa pakai, dan paparan beban menghambat spesifikasi elemen yang digunakan kembali dalam proyek-proyek konstruksi baru.
Brandon S. Byers
Kerangka kerja peraturan dan proses standarisasi perlu disesuaikan untuk mendukung penggunaan kembali material, termasuk merevisi peraturan bangunan, jaminan, dan peraturan pertanggungjawaban. Kebijakan harus mendorong praktik dokumentasi yang terstandardisasi untuk memudahkan penggunaan kembali material. Selain itu, insentif yang timbul dari kebijakan yang mendukung praktik berkelanjutan dan sirkular dapat menjadi katalisator transformasi yang lebih luas di sektor AEC. Merangkul ekonomi sirkular dalam konstruksi tidak hanya meningkatkan kelestarian lingkungan tetapi juga memberikan keuntungan ekonomi dan sosial, menyelaraskan industri dengan tujuan keberlanjutan global dan memperkuat ketahanan lingkungan binaan.
Langkah-langkah untuk memfasilitasi penggunaan kembali bahan konstruksi
Transisi menuju lingkungan binaan digital yang sirkular membutuhkan integrasi penelitian, kebijakan, praktik, dan teknologi baru. Dengan mengatasi kesenjangan yang ada saat ini dalam penelitian dan praktik, hambatan regulasi, dan kebutuhan akan digitalisasi, para pemangku kepentingan dapat mengupayakan konsumsi dan produksi yang lebih berkelanjutan dalam bidang konstruksi. Berikut adalah tiga langkah yang perlu dipertimbangkan untuk melakukan transformasi digital dan sirkular:
- Mendorong pertukaran pengetahuan dan kolaborasi: Informasi perlu dibuat lebih mudah diakses. Berbagi pengetahuan melalui lokakarya dan laporan akan membangun kepercayaan dan kesadaran di antara para pemangku kepentingan dan terus menjadi praktik terbaik untuk digunakan kembali.
- Mengembangkan kebijakan dan standar: Proses penggunaan kembali perlu distandarisasi agar dapat digunakan dalam praktiknya. Mengembangkan kebijakan akan membantu menjamin kualitas proyek penggunaan kembali.
- Mulai lebih awal: Pertimbangkan penggunaan kembali material di awal tahap desain. Mulailah dengan informasi minimum yang dibutuhkan untuk menggunakan kembali material dan pilih alat terbaik untuk menerapkan penggunaan kembali.
🔬🧫🧪🔍🤓👩🔬🦠🔭📚
Referensi jurnal
Byers, B. S., Raghu, D., Olumo, A., De Wolf, C., & Haas, C. (2023). From research to practice: A review on technologies for addressing the information gap for building material reuse in circular construction. Sustainable Production and Consumption. https://doi.org/10.1016/j.spc.2023.12.017
