APPLIED RESEARCH

Models of sustainable management of construction materials considering carbon footprint and circular economy principles in urban projects

Authors

  • Darya Yu. Smirnova LLC “Stroyservis”, 127015, Moscow, inner territory of the Savyolovsky municipal district, Vyatskaya St., 70

How to cite

GOST Smirnova D. Y. Models of sustainable management of construction materials considering carbon footprint and circular economy principles in urban projects // STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY. 2025. Vol. 69. No. 9. P. 146-155.
APA Smirnova, D. Y. (2025). Models of sustainable management of construction materials considering carbon footprint and circular economy principles in urban projects. STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY, 69(9), 146-155.

Abstract

The article is devoted to the development and testing of an integrated model for sustainable management of construction materials in urban projects, taking into account the carbon footprint and circular economy principles. The aim of the study is to create a decision-support tool that makes it possible to minimize total greenhouse gas emissions throughout the life cycle of buildings and structures while maintaining structural reliability and economic feasibility. The methodology is based on a multifactor optimization model that includes a materials database(carbon footprint, durability, cost, recycling potential), a cradle-to-gate LCA module, and a linear programming optimization block supplemented by statistical processing of results and sensitivity analysis of key parameters. Empirical verification was carried out using a case of renovation of a large industrial area, for which three scenarios were modeled: traditional, carbon-optimized, and circular. It is shown that the transition to the optimized scenario reduces the total carbon footprint by more than half due to the introduction of low-carbon materials(CLT, green concrete), while the circular scenario ensures a reduction of more than 65% along with a significant increase in the share of secondary resources and the circularity index, though accompanied by higher project costs. The decomposition of the carbon footprint demonstrates the dominant role of the material production stage even under maximum closure of material flows, indicating the limits of managerial decisions within existing technologies. Sensitivity analysis reveals the critical influence of the carbon intensity of the regional energy system and the share of CLT used to replace concrete, extending the conclusions to the level of energy and industrial policy. The conclusion substantiates the need to combine design solutions that promote circular models with technological innovations in material production and energy decarbonization, and outlines prospects for integrating socio-economic indicators into further development of the model.

Keywords

sustainable construction construction materials carbon footprint circular economy life-cycle analysis

References

Брежнев А.В., Бердников А.А. Экономическая выгода использования повторных строительных материалов при использовании технологий замкнутого цикла. Экологическое воздействие на окружающую среду// Студент и наука. 2022. № 4(23). С. 110-115.

Комов В.Э. Экономика замкнутого цикла в строительстве: рециклинг материалов и снижение углеродного следа как основа устойчивого будущего развития общества// Экономика строительства. 2025. № 6. С. 245-247.

Крутилова М.О., Авилова И.П. Комплексная оценка углеродного воздействия гражданских зданий в анализе экологической безопасности строительства// Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2020. № 2(30). С. 133-141.

Лакушич С. Варианты определения углеродного следа строительного производства// Gradevinar. 2023. Т. 75. № 3. С. 273-281.

Ли Ц., Миронова Л.И. Инновации в управлении строительством в рамках «зеленого» строительства// Инновации и инвестиции. 2023. № 11. С. 402-405.

Макарычев К.В., Мартынов К.А., Тарасова К.Г. Технология повторного использования строительных материалов, изделий и конструкций после сноса зданий// Вестник КНИИ РАН. Серия: Естественные и технические науки. 2022. № 3(11). С. 54-61.

Мурузина Е.В., Мясникова А.А., Мифтахова Н.Ф. Влияние углекислого газа на формирование новых структур неорганических вяжущих строительных материалов// Социально-экономические и технические системы: исследование, проектирование, оптимизация. 2025. № 1(99). С. 69-82.

Наумов А.Е., Суворова М.О., Бакаева Н.В., Данилина Н.В. Управление жизненным циклом зданий по потенциалу углеродного гомеостаза// Строительные материалы и изделия. 2024. Т. 7. № 4.

Плотникова С.В. Оценка выбросов СО2 традиционными и инновационными ограждающими стеновыми конструкциями в течение их жизненного цикла// Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2024. № 1(45). С. 83-97.

Смирнова Е.Э., Данилович Г.Ф., Мамедов Н.М.О. Снижение углеродного следа в строительстве: сравнительный анализ применения традиционных и инновационных материалов// Проблемы управления рисками в техносфере. 2024. № 3(71). С. 162-174.

Суворова М.О., Наумов А.Е., Строкова В.В. Совершенствование системы управления жизненным циклом комплексной застройки территорий с позиции низкоуглеродного развития// Строительство и архитектура. 2023. Т. 11. № 2. С. 3-9.

Травуш В.И., Кузеванов Д.В., Каприелов С.С., Волков Ю.С. Бетон как экофактор стабилизации изменения климата// Бетон и железобетон. 2024. № 1(620). С. 34-41.

Чжан Ю. Разработка высококачественных экологически чистых строительных материалов и продуктов в условиях углеродного пика и углеродной нейтральности// Научно-исследовательские публикации. 2022. № 5. С. 47-51.

Чжэньюй В., Ли Ц., Фомин Н.И. Использование технологии BIM для помощи в учете выбросов углерода// Перспективы науки. 2024. № 11(182). С. 36-40.

Шипилова Н.А., Михеев Г.В., Савенко А.А., Гринев Д.Д., Сылка Э.А., Гущина А.Р., Першина В.А. Развитие управления, моделей и методов строительства// Экономика и предпринимательство. 2024. № 4(165). С. 555-558.

Published

2025-12-11

Issue

Section

APPLIED RESEARCH

Metrics

532 views
0 downloads
Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

Similar Articles

<< < 3 4 5 6 7 8 9 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.