Конструкційно-технологічні підходи до переробки залізобетону: інтеграція технологій проєктування, деконструкції та повторного використання
DOI:
https://doi.org/10.32347/2522-4182.18.2026.202-215Ключові слова:
сталий розвиток у будівництві, BIM-технології;, будівництво та демонтаж, повторне використання залізобетонних елементів;, оцінка життєвого циклу (LCA)Анотація
Перехід від лінійної до циркулярної економіки став визначальною парадигмою сучасної будівельної галузі, особливо в контексті використання залізобетону як одного з найпоширеніших конструкційних матеріалів у світі. У даному дослідженні розглядаються структурно-технологічні підходи до переробки залізобетону на основі інтеграції процесів проєктування, демонтажу та повторного використання. Будівельна галузь є одним із основних споживачів природних ресурсів і водночас значним джерелом утворення відходів, що обумовлює необхідність розробки комплексних стратегій замикання матеріальних потоків і зменшення екологічного навантаження.
Актуальність дослідження є особливо високою для України, де внаслідок воєнних руйнувань накопичено мільйони тонн будівельних відходів. Залізобетонний лом у цьому контексті виступає не лише як екологічна проблема, але і як важливий вторинний ресурс для післявоєнної відбудови. Ефективні стратегії переробки та повторного використання дозволяють суттєво зменшити потребу у первинних матеріалах, скоротити викиди парникових газів і прискорити відновлення інфраструктури.
Запропонований підхід базується на інтеграції ключових етапів життєвого циклу залізобетонних конструкцій, включаючи проєктування з урахуванням демонтажу, селективний демонтаж, відновлення матеріалів та їх повторне використання. Проєктні рішення, орієнтовані на подальше розбирання, дозволяють зберігати конструктивні елементи та підвищувати їх потенціал повторного застосування. Використання технологій селективного демонтажу, на відміну від традиційного знесення, забезпечує формування більш якісних матеріальних потоків і зменшення втрат ресурсів. Розвиток інфраструктури переробки визначається як критичний фактор, що забезпечує можливість перетворення бетонного лому у високоякісні вторинні заповнювачі або придатні до повторного використання конструктивні елементи.
Ключову роль у запропонованій системі відіграють цифрові технології, які поєднують усі етапи життєвого циклу матеріалів. Інформаційне моделювання будівель та цифрові паспорти матеріалів забезпечують простежуваність конструкцій, підвищують обґрунтованість управлінських рішень і дозволяють оцінювати екологічну та економічну ефективність. Ці інструменти формують єдине інформаційне середовище, що підвищує ефективність процесів переробки та повторного використання.
Окрему увагу приділено ролі нормативно-правових та економічних механізмів як необхідної умови реалізації циркулярних підходів. За відсутності відповідного правового регулювання, фінансових стимулів і ринкових механізмів навіть найсучасніші технологічні рішення не можуть бути ефективно впроваджені у широкому масштабі.
Отримані результати свідчать, що інтеграція процесів проєктування, демонтажу та повторного використання в межах структурно-технологічного підходу створює ефективну основу для переходу до циркулярного будівництва. Для України цей підхід є не лише відповіддю на глобальні виклики сталого розвитку, але й практичним інструментом трансформації будівельних відходів у стратегічний ресурс післявоєнної відбудови.
Посилання
Kleponė, D., & Kovaitė, K. (2026). What drives high-value construction and demolition waste recycling in the European Union. Waste Management Bulletin, 4(2), 100303.
https://doi.org/10.1016/j.wmb.2026.100303.
Hibiki, A. (2024). Recycling laws and their evaluation in Japan. In Introduction to environmental economics and policy in Japan. Springer. Рр.91-106. https://doi.org/10.1007/978-981-97-2187-0_7.
Atta, I., & Bakhoum, E. S. (2024). Environmental feasibility of recycling construction and demolition waste. International Journal of Environmental Science and Technology, 21, 2675–2694. https://doi.org/10.1007/s13762-023-05036-y.
Yazdanbakhsh, A. (2018). Environmental impact assessment framework. Waste Management, 77, 401-412.
https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.04.024.
Ding, T., Xiao, J., & Tam, V. W. (2016). A closed-loop life cycle assessment of recycled aggregate concrete utilization in China. Waste Management, 56, 367-375.
https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.05.031.
Xia, B., Ding, T., & Xiao, J. (2020). LCA of concrete reuse strategies. Waste Management, 105, 268-278.
https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.02.015.
Waskow, R., Maciel, V. G., Tubino, R., & Passuello, A. (2021). Environmental performance of recycled aggregate. Journal of Environmental Management, 295, 113094. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113094.
Di Maria, A., Eyckmans, J., & Van Acker, K. (2018). Downcycling versus recycling of construction and demolition waste: Combining life cycle assessment and life cycle costing. Waste Management, 75, 3-21. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.01.028.
El-Shaboury, N., Abdelhamid, M., & Marzouk, M. (2019). Framework for economic assessment of concrete waste management strategies. Waste Management and Research, 37, 268-277. https://doi.org/10.1177/0734242X18815962.
Harsunen, P., Uotila, U., Joensuu, T., & Saari, A. (2025). Deconstruction of a prefabricated concrete building designed for disassembly: Cost comparison of deconstruction and demolition. Environmental Research: Infrastructure and Sustainability, 5(2), 025005. https://doi.org/10.1088/2634-4505/adcd27.
Kim, S., & Kim, S.-A. (2023). Design support tool for deconstruction based on building information modeling. Journal of Cleaner Production, 383, 135343.
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.135343.
Guerra, B. C., Leite, F., & Faust, K. M. (2020). 4D building information modeling to enhance construction waste reuse. Waste Management, 116, 79-90.
https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.07.035.
Shpakova, H., & Kripak, W. (2025). TEСOREP technology and possibilities of its adaptation for post-war Ukraine. Building Structures: Theory and Practice, (17), 131-141. https://doi.org/10.32347/2522-4182.17.2025.131-140.
Bertino, G., Kisser, J., Zeilinger, J., Langergraber, G., Fischer, T., & Österreicher, D. (2021). Fundamentals of building deconstruction as a circular economy strategy for the reuse of construction materials. Applied Sciences, 11, 939. https://doi.org/10.3390/app11030939.
Devènes, J., Bastien-Masse, M., Widmer, N., & Fivet, C. (2023). Low-tech methods for the reuse of reinforced concrete structural elements. Journal of Physics: Conference Series, 2600, 192005. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2600/19/192005.
Hoang, N. H., Ishigaki, T., Kubota, R., Tong, T.K., Nguyen, T.T., Nguyen, H.G., Yamada, M., & Kawamoto, K. (2020). Waste generation and handling in Hanoi. Waste Management, 117, 32-41. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.08.006.
Haider, H., AlMarshod, S.Y., AlSaleem, S.S., AbdelMonteleb M. Ali, A., Alinizzi, M., Alresheedi, M.T., & Shafiquzzaman, Md. (2022). Life cycle assessment of construction and demolition waste management in Riyadh. International Journal of Environmental Research and Public Health, 19, 7382. https://doi.org/10.3390/ijerph19127382.
Kim, T. H., & Tae, S. H. (2016). Environmental impact assessment of concrete. International Journal of Environmental Research and Public Health, 13(11), 1074.
https://doi.org/10.3390/ijerph13111074.
Hossain, M. U., Xuan, D., & Poon, C. S. (2017). Sustainable management of concrete slurry waste. Waste Management, 61, 397-404. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.01.038.
Peng, Z., Lu, W., & Webster, C. J. (2021). Embodied carbon savings of recycling. Science of the Total Environment, 792, 148427. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148427.
Shpakov, A., Ryzhakova, G., Akselrod, R., Chupryna, I., & Shpakova, H. (2022). Integration of data flows in BIM. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, 12(1), 40-50. https://doi.org/10.46338/ijetae0122_05.
Akanbi, L., Oyedele, L., Davila Delgado, J. M., Bilal, M., Akinade, O., Ajayi A., & Mohammed-Yakub, N. (2019). Reusability analytics tool for end-of-life assessment of building materials in a circular economy. World Journal of Science, Technology and Sustainable Development, 16, 40-55. https://doi.org/10.1108/WJSTSD-05-2018-0041.
Cai, G., & Waldmann, D. (2019). A material and component bank to facilitate material recycling and component reuse for sustainable construction. Clean Technologies and Environmental Policy, 21, 2015-2032. https://doi.org/10.1007/s10098-019-01758-1.
Al-Jawhar, H., Thermou, G., Osorio-Sandoval, C., & Tokbolat, S. (2025). A BIM-based assessment method for reusing components from existing precast concrete buildings. In A. Francis, E. Miresco, & S. Melhado (Eds.), Advances in Information Technology in Civil and Building Engineering (pp. 248-257). Springer
Al-Najjar, A., Malmqvist, T., Stenberg, E., & Höjer, M. (2025). Stock, flow and reuse potential of precast concrete in Swedish residential buildings: Embodied carbon assessment. Resources, Conservation and Recycling, 218, 108229. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2025.108229
Almahmood, H., Ashour, A., Figueira, D., Yildirim, G., Aldemir, A., & Sahmaran, M. (2023). Demountable reinforced concrete slabs using dry connections. Proceedings of the Institution of Civil Engineers – Structures and Buildings, 177, 765-786.
https://doi.org/10.1680/jstbu.22.00151.
Eberhardt, L. C. M., Harpa, B., & Birkved, M. (2019). Life cycle assessment of a Danish office building designed for disassembly. Building Research and Information, 47, 666-680. https://doi.org/10.1080/09613218.2018.1517458.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Г. Шпакова, Д. Прокопенко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
