Raw Earth as a building material from an LCA point of view
2026 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Raw Earth as a building material from an LCA point of view (English)
Abstract [en]
Material choice during design and construction phase is one of the key leverages to reduce the high environmental impact associated to buildings during its life cycle. In this context, natural materials can be introduced to decrease the use of traditional construction materials like cement-based and to reduce the climate impact.
The aim of this study is to apply a hands-on life cycle assessment (LCA) method to measure the climate impact when earthen elements is in building’s structural parts from a point of view This material, extracted directly from the earth’s ground surface, is widely used for dwellings in warm climate areas all around the globe. Overcoming preconceived ideas and mental bias, this study set a frame for advised building methods to align the use of raw earth with a low-carbon construction.
The study is based on data from two actual building projects, in France and Saudi Arabia. Local context is used in combination with LCA standards and EPD data on construction materials and their emission of greenhouse gases (GHG) contributing to climate impact (GWP, Global Warming Potential). In the context of a full structure LCA, functional units are chosen accordingly, which consider load-bearing capacity and structure characteristics. Different scenarios of structures based on the material used and the architectural demand are developed for each project to allow a fair comparison and analysis. Simplified life-cycle inventories are used to allow for full control of the parameters used for the construction design and results traceability.
Resulting calculated climate impact point out the preponderance of the transport and additives significantly in the earth material contributes to the total emissions of the building element. From this first result, optimization of these significant parameters that have been applied show relatively low emissions, when raw earth materials are used without cement addition and compared to traditional concrete construction. Secondly, for complex earthen structures the same result is achieved with low associated climate impact, that is demonstrated by applying an eco-building process approach. The result illustrated here is a practical example that of use of natural materials like raw earth usage has a potential for eco-friendly building.
Amongst limits of this study is worth mention the focus on climate impact without consideration for the other environmental impact categories, or that the actual the lifespan of earthen structure may differ compared to traditional material. These are aspects that might be assessed in future studies.
Abstract [sv]
Materialval under design- och konstruktionsfasen är en av de viktigaste åtgärderna för att minska betydande miljöpåverkan som är förknippad med byggnader under dess livscykel. I detta sammanhang kan ökad användningen av naturliga material minska användningen av traditionella byggnadsmaterial såsom cementbaserad betong och på så sätt minska klimatpåverkan.Syftet med denna studie är att tillämpa en praktisk användbar livscykelanalys (LCA-)baserad metod för att utvärdera klimatpåverkan när jordmaterial används i byggnadens strukturella delar. Detta jordbaserade material, lerjord, som utvinns direkt från marken i närheten av byggarbetsplatsen, används i stor utsträckning för bostäder i områden med varmt klimat över hela världen. Genom att övervinna förutfattade meningar och mentala fördomar bidrar denna studie med rekommenderade byggmetoder för att anpassa användningen av lerjord till en koldioxidsnål konstruktion.Studien baseras på data från två faktiska byggprojekt i Frankrike och Saudiarabien. Lokala förutsättningar används med LCA-standarder och EPD-data för olika byggmaterial baserade utsläppsvärden för växthusgaser (GHG) som bidrar till klimatpåverkan (GWP, Global Warming Potentials. I samband med en LCA för hela strukturen så väljs en funktionella enheter anpassad för detta, som tar hänsyn till bärförmåga och strukturella egenskaper. Olika scenarier för konstruktionen baserade på de förutsättningar material som används ger och den arkitektoniska behovet som efterfrågas för varje projekt för att möjliggöra en rättvisande jämförelse och analys. Förenklade livscykelinventeringar används för att möjliggöra full kontroll av olika konstruktionsparametrar och spårbarhet av resultaten.Resulterande beräknad klimatpåverkan pekar på att transport och tillsatser i lerjorden i hög grad bidrar till de totala utsläppen från byggelementet. Baserat på detta första resultat kan optimering av betydande parametrar som genomförts påvisa relativt låga utsläpp kopplade till användningen av lerjord används utan cementtillsats och jämförs med traditionell betongkonstruktion. För komplexa lerjordkonstruktioner kan samma resultat uppnås med låga med låg klimatpåverkan, genom att tillämpa en ekologisk byggprocessmetod. Resultatet som illustreras här är ett praktiskt exempel på att användning av naturmaterial som användning av rå jord är en potential för miljövänligt byggande.Bland begränsningarna i denna studie är det värt att nämna fokuseringen på klimatpåverkan, utan hänsyn till andra miljöpåverkanskategorier eller jordkonstruktionens livslängd skiljer mot vanligare byggmaterial. Detta är aspekter som kan hanteras i framtida studier.
Place, publisher, year, edition, pages
2026.
Series
TRITA-ABE-MBT ; 265
Keywords [en]
Raw earth materials, LCA, sustainable buildings, earthen structure, eco-building process, clay.
Keywords [sv]
Jordråvaror, LCA, hållbara byggnader, jordkonstruktion, ekologisk byggprocess, lera.
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-375767OAI: oai:DiVA.org:kth-375767DiVA, id: diva2:2030171
External cooperation
Setec Bâtiment, Frankrike
Supervisors
Examiners
2026-01-202026-01-20