Enhancing Sustainability in Building Construction in Developing Countries: Enhancing Sustainability in Building Construction in Developing Countries
2023 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Enhancing Sustainability in Building Construction in Developing Countries : Enhancing Sustainability in Building Construction in Developing Countries (English)
Abstract [en]
This master's thesis was conducted in collaboration with Engineers Without Borders Sweden and Tumaini Open School in Tabora, Tanzania. Tumaini Open School, located on the outskirts of Tabora, is a school under construction expected to host 450 students and to be completed by 2025. The study aims to investigate and propose technical solutions to enhance the sustainability of the school construction. The thesis involved understanding the current needs and conditions in Tabora related to building design and construction. Climate and cost calculations were performed for an existing reference building at Tumaini Open School, to assess the economic and environmental sustainability of the proposed solutions.The study was conducted through an 8-week field study in Tabora, Tanzania, utilizing observations, interviews, and existing research. Traditional construction methods in Tanzania rely on local resources but lack durability, while the increased use of burnt mud bricks leads to deforestation and emissions. The demand for more durable and modern materials, such as concrete sand blocks and iron sheets, presents challenges due to their high cost and carbon footprint. Thus, there is a great need for affordable and durable alternatives. The study examines four key aspects: Interlocking Earth Blocks (IEB), hidden roof constructions, waste management, and water harvesting.The potential of interlocking earth blocks (IEB) as an alternative for wall construction offers cost-effective and climate-friendly buildings by reducing the need for mortar, labor, and materials. Additionally, IEB supports local communities and traditional construction techniques, fostering skills development, employment, and income generation. The "hidden roof" concept is based on the principle of a low-sloping roof hidden behind extended exterior walls. Hidden roofs with a lower slope are proposed to minimize material usage and enhance economic and environmental advantages. Comparative analysis reveals that hidden roofs have the greatest potential for reducing carbon footprint and construction costs, with the combination of IEB and hidden roofs providing the most significant reductions. The findings from the study demonstrate that using IEB and hidden roofs for the constructed building at Tumaini Open School would decrease the cost of wall and roof construction by nearly 19% and reduce the Global Warming Potential (GWP) by 21% compared to the original building.The study also identifies deficiencies in waste management and water harvesting, with suggestions to improve self-sufficiency, plastic recycling, and implement rainwater harvesting systems. While smaller waste management improvements can be implemented within the project, the issue is part of a larger, nationwide problem. However, rainwater harvesting is suggested as an economically favorable, simple, and sustainable solution to ensure a stable water supply for the school.Important to mention is that the presented results are specific to the project, and all calculations and analyses have been performed on an actual constructed building at Tumaini Open School. Furthermore, successful implementation and maintenance are crucial for the long-term sustainability of all the proposed solutions.
Abstract [sv]
Denna masteruppsats har genomförts i samarbete med Ingenjörer utan gränser Sverige (EWB-SWE) och Tumaini Open School i Tabora, Tanzania. Tumaini Open School ligger i utkanten av Tabora, och är en skola under uppbyggnad som förväntas rymma 450 elever och vara färdigställd år 2025. Syftet med studien är att undersöka och föreslå tekniska lösningar som förbättrar projektets hållbarhet. Arbetet har omfattat en undersökning av de aktuella behoven och förhållandena i Tabora, främst relaterat till byggnadsteknik och design. Klimatoch kostnadsberäkningar har även genomförts på en färdigställd skolbyggnad på Tumaini Open School för att bedöma de ekonomiska och miljömässiga aspekterna av de föreslagna lösningarna.Studien har genomförts under en 8-veckor lång fältstudie i Tabora, Tanzania, där observationer, intervjuer och befintlig forskning nyttjades. Traditionella byggmetoder i Tanzania grundas på lokala resurser men har bristfällig livslängd, samtidigt som en ökad användning av brända lerblock, likt tegel, leder till ökad skogsavverkning och utsläpp. Efterfrågan på mer hållbara och moderna material, såsom dagens vanligt förekommande sand betong block och takplåt, innebär utmaningar på grund av höga kostnader och koldioxidavtryck. Det finns därför ett stort behov av prisvärda och hållbara byggnadsmaterial och tekniker. I denna studie undersöks fyra centrala delar: Interlocking Earth Blocks (IEB), “hidden roof”, avfallshantering och vatteninsamling.Att använda IEB för väggkonstruktioner erbjuder kostnadseffektiva och klimatvänliga byggnader genom att minska behovet av murbruk, kostnad för arbetskraft och material. Dessutom kan IEB gynna lokala samhällen och samtidigt främja traditionella byggtekniker, vilket kan leda till ökad kompetens, fler arbetstillfällen och inkomstgenerering. Konceptet “hidden roof” bygger på principen med ett låglutande tak gömd bakom förhöjda ytterväggar. Det är ett alternativ för att minimera materialanvändningen för takkonstruktioner samt bidrar till ekonomiska och miljömässiga fördelar. Resultatet från studien visar att “hidden roof” har störst potential att minska både koldioxidavtryck och byggkostnader. Kombineras “hidden roof” med IEB, kan fördelarna förstärkas något. Genom att använda kombinationen IEB och “hidden roof”, skulle kostnaden för vägg- och takkonstruktion minska med nästan 19% för den färdigställda referensbyggnaden. Den globala uppvärmingspotentialen (GWP) skulle minska med 21 % för samma kombination, i jämförelse med den ursprungliga referensbyggnaden.Fältstudien identifierade även brister inom avfallshantering och vatteninsamling. Förslag på förbättringar innefattar plaståtervinning, ökad självförsörjning och implementering av system för uppsamling av regnvatten. Även om mindre förbättringar inom avfallshantering kan genomföras inom projektet, är problemet en del av ett större nationellt problem. Regnvatteninsamling föreslås som en enkel, hållbar och ekonomisk fördelaktig lösning för att säkerställa en beständig vattenförsörjning till skolan. Avslutningsvis är det viktigt att nämna att samtliga resultat presenterade i studien är anpassade för det specifika skolprojektet, och alla beräkningar och analyser har utförts för referensbyggnaden vid Tumaini Open School. För att uppnå ett långsiktigt hållbart och framgångsrikt projekt krävs dessutom att alla föreslagna lösningar implementeras och underhålls på ett korrekt och bra sätt.
Place, publisher, year, edition, pages
2023.
Series
TRITA-ABE-MBT ; 23184
National Category
Social Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-328736OAI: oai:DiVA.org:kth-328736DiVA, id: diva2:1765682
Presentation
2023-06-12, 09:30
Supervisors
Examiners
2023-06-122023-06-122023-09-14