Life cycle assessment of an underground car park's retaining walls

Im Jahr 2020 trug der Bausektor zu 37 % der globalen COe‐Emissionen bei. Während sich die Bemühungen i.d.R. darauf konzentrieren, die Umweltauswirkungen im Zusammenhang mit dem Gebäudebetrieb durch verbesserte Energieeffizienz zu verringern, hat die Bedeutung der grauen Emissionen (die sich aus Baumaterialien und ‐produkten ergeben) kürzlich Aufmerksamkeit erlangt. Tiefgaragen entschärfen den Mangel an Parkplätzen in dicht besiedelten Gebieten, wobei sie einzigartige Herausforderungen in Bezug auf den Entwurf und die Ausführung mit sich bringen, die bei oberirdischen Strukturen im geringeren Ausmaß auftreten. Diese Arbeit zielt darauf ab, die Umweltauswirkungen von Stützwänden innerhalb der Baugrube einer Tiefgarage, die mit einem Bürogebäude in Berlin, Deutschland, verbunden ist, über eine Nutzungsdauer von 50 Jahren durch eine Ökobilanzierung (LCA) zu vergleichen. Vier technische Varianten werden bewertet: (a) permanente Stahlspundwand, (b) temporäre Stahlspundwand mit permanentem Beton, (c) permanente Bohrpfahlwand und (d) permanente Schlitzwand. Unter Verwendung des Lebenszyklusrahmens gemäß EN15798 umfasst die LCA die Produktionsphase, den Bauprozess, die Reparatur, die Entsorgungsphase sowie Nutzen und Lasten über die Systemgrenze hinaus. Überwiegend basierend auf Umweltproduktdeklarationen gemäß EN15804+A2, erfüllt die LCA die Anforderungen der ISO14044 und wurde von einem unabhängigen Gremium bestehend aus drei deutschen Experten kritisch überprüft und validiert.

In 2020, the construction sector contributed to 37 % of global COe emissions. While efforts have primarily targeted reducing environmental impacts related to building operations through enhanced energy efficiency, the significance of addressing embodied impacts (arising from materials/products) has recently garnered attention. Underground car parks (UCPs) mitigate the scarcity of parking space in densely urbanized regions, though they pose unique design and construction challenges not encountered in above‐ground structures. This paper seeks to compare the environmental performance of retaining walls within the excavation pit of an UCP associated with an office building in Berlin, Germany, over a service life of 50 years through a life cycle assessment (LCA). Four structural alternatives are evaluated: (a) permanent steel sheet pile, (b) temporary steel sheet pile with a permanent reinforced concrete wall, (c) permanent concrete secant pile, and (d) permanent concrete diaphragm wall. Utilizing the life‐cycle framework outlined by EN 15798, the LCA encompasses the product stage, construction process, repair, end‐of‐life, and benefits and loads beyond the system boundary. Predominantly based on environmental product declarations in accordance with EN 15804+A2, the LCA meets ISO 14044 requirements and has successfully undergone critical review by an independent panel comprising three German experts.