The Relationship Between Sustainable Construction and Economic Growth for Reinforced Concrete Structures in Türkiye

Abstract

The construction sector is one of the key industries in terms of sustainable development. It plays a growing role in addressing issues such as sustainable cities, responsible production, and consumption, which are among the sustainable development goals set for Türkiye. Additionally, these goals aim to decouple economic growth from environmental degradation. The construction sector is also one of the industries contributing to environmental degradation. In order to reduce this degradation and ensure environmental sustainability, the vision of sustainable construction is emerging. Specifically, CO2 emissions from building materials in the sector are considered one of the causes of environmental degradation. This study aims to determine the decoupling of economic growth from environmental degradation for reinforced concrete structures in the construction sector in line with Türkiye's sustainable development goals. By examining the relationship between embedded CO2 emissions from the raw construction materials (concrete and reinforcement) used in the reinforced concrete structures built in Türkiye and economic growth, the study classifies the type of decoupling. It evaluates 12 statistical regions separately for the period from 2010 to 2019. As a result, weak decoupling was observed in four statistical regions, while strong decoupling was seen in the other regions. Weak decoupling was identified in the regions of Istanbul (TR1), East Marmara (TR4), Mediterranean (TR6), and Central Anatolia (TR7).

Keywords

• Sustainable development
• CO2 emissions
• Decoupling
• Construction sector
• Sustainable construction

Türkiye’de Betonarme Yapılar için Sürdürülebilir İnşaat ve Ekonomik Büyüme Arasındaki İlişki

Abstract

İnşaat sektörü, sürdürülebilir kalkınma açısından önemli sektörlerden biridir. Türkiye için belirlenen sürdürülebilir kalkınma hedefleri arasında yer alan sürdürülebilir şehirler, sorumlu üretim ve tüketim gibi konuların ele alınmasında giderek artan bir rol oynamaktadır. Ayrıca bu hedefler ekonomik büyümeyi çevresel bozulmadan ayırmayı amaçlamaktadır. İnşaat sektörü de çevresel bozulmaya katkıda bulunan endüstrilerden biridir. Bu çevresel bozulmanın azalması ve çevresel sürdürülebilirliğin sağlanması amacı ile sürdürülebilir inşaat vizyonu oluşturulmuştur. Sektörde özellikle yapı malzemelerindeki CO2 emisyonları çevresel bozulma sebepleri arasında gösterilmektedir. Bu çalışma Türkiye’deki betonarme yapılar için sürdürülebilir kalkınma amaçları doğrultusunda inşaat sektöründe ekonomik büyümenin çevresel bozulmadan ayrıklaştırma durumunu belirlemeyi hedeflenmektedir. Çalışma, Türkiye’deki inşa edilen betonarme yapıların kaba inşaat malzemelerindeki (beton ve donatı) gömülü CO2 emisyonu ile ekonomik büyüme arasındaki ilişkiyi inceleyerek, ayrıklaştırma türünü sınıflandırmaktadır. Çalışmada 2010-2019 yılları arasında 12 istatistiki bölge için ayrı ayrı değerlendirme yapmaktadır. Sonuç olarak dört istatistiksel bölgede zayıf ayrıklaştırma gözlemlenirken, diğer bölgelerde güçlü ayrıklaştırma görülmüştür. Zayıf ayrıklaştırma; İstanbul (TR1), Doğu Marmara (TR4), Akdeniz (TR6) ve Orta Anadolu (TR7) bölgelerinde tespit edilmiştir.

Keywords

• Sürdürülebilir kalkınma
• CO2 emisyonu
• Ayrıştırma
• İnşaat sektörü
• Sürdürülebilir inşaat

References

1. [1] A. E. Alper, “İnşaat sektörünün ekonomik büyümedeki rolü: Türkiye örneği,” Ç.Ü. Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, c. 26, s. 2, ss 239-252, 2017,
2. [2] E. Hoşkara and Y. Şey, “Ülkesel koşullar bağlamında sürdürülebilir yapım,” itüdergisi/a, c. 7, s. 1, ss. 50-61, 2008.
3. [3] Ş. Gökçe, O. Aytekin, H. Kuşan and I. Zorluer, “Türkiye’de mevzuatlar ve standartlar açısından Sürdürülebilir yapım,” Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 23, s. 3, 2018.
4. [4] C. J. Kibert, “Establishing principles and a model for sustainable construction, University of Florida,” Proceedings of the First International Conference on Sustainable Construction, Florida, USA, 1994.
5. [5] R. Akbıyıklı and S. Koç, “Charles Joseph Kibert' in sürdürülebilir kalkınma modeli ile günümüz inşaat sektörünün karşılaştırılması – Sakarya ili incelemesi,” İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, c. 5, s. 2, 2016.
6. [6] L. Bourdeau and S. Nibel, “A European thematic network on construction and city related sustainability indicators,” The European Comission Community Research, Energy, Environment and Sustainable Development, France, Rap. Final, 2004.
7. [7] M. W. Khan and Y. Ali, "Sustainable construction: Lessons learned from life cycle assessment (LCA) and life cycle cost analysis (LCCA)", Construction Innovation, vol. 20, no. 2, pp. 191-207, 2020.
8. [8] S. Zhang, Z. Li, X. Ning and L. Li, “Gauging the Impacts of Urbanization on CO2 Emissions from the Construction Industry: Evidence from China,” Journal of Environmental Management, vol. 28, 2021.

9. [9] J. Chen, X. Song, J. You, “Structural paths of changes in CO2 emissions in the Chinese construction industry,” Journal of Environmental Planning and Management, vol. 66, no 5, 1108–1126, 2022.
10. [10] P. S. P. Wong, A. Owczarek, M. Murison, Z. Kefalianos and J. Spinozzi, “Driving construction contractors to adopt carbon reduction strategies: an Australian approach,” Journal of Environmental Planning and Management, vol. 57, no 10, pp. 1465–1483. 2014.
11. [11] E. C. Mpakati-Gama, A. Brown and B. Sloan, “Embodied Energy and Carbon Analys is of Urban Residential Buildings in Malawi,” International Journal of Construction Management, vol. 16, no 1, pp. 1–12, 2016.
12. [12] Y. Wu, K. Chau, W. Lu, L. Shen, C. Shuai and J. Chen, “Decoupling relationship between economic output and carbon emission in the chinese construction industry,” Environmental Impact Assessment Review, vol. 71, pp. 60–69, 2018.
13. [13] B. Z. Wang, Z. H. Zhu, E. Yang, Z. Chen and X. H. Wang, “Assessment and management of air emissions and environmental impacts from the construction industry,” Journal of Environmental Planning and Management, vol. 61, no 14, pp. 2421–2444, 2018.
14. [14] P. Zhang, J. You, G. Jia, J. Chen and A. Yu, “Estimation of carbon efficiency decomposition in materials and potential material savings for China’s construction industry,” Resources Policy, Vol. 59 pp. 48–159, 2018.
15. [15] M. Z. Tufan and C. Özel, “Sürdürülebilirlik kavramı ve yapı malzemeleri için sürdürülebilirlik kriterleri,” Uluslararası Sürdürülebilir Mühendislik ve Teknoloji Dergisi, vol. 2, no 1, pp. 9-13, 2018.
16. [16] Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), “Climate change 2022, mitigation of climate change-technical summary,” Cambridge University, New York, USA, 2022.
17. [17] World Economic Forum (WEF), “Scaling low-carbon design and construction with concrete: enabling the path to net-zero for buildings and infrastructure,” WEF, Geneva, Switzerland, 2023.
18. [18] Global Cement and Concrete Association (GCCA), “Concrete future–roadmap to net zero”, GCCA, London, UK, 2021.
19. [19] İklim Değişikliği Başkanlığı. Paris Anlaşması [Çevrimiçi]. Erişim: https://iklim.gov.tr/paris-anlasmasi-i-34
20. [20] M. Boran and B. Kayacan, “The economic impact of the Paris agreement on sectoral outputs in Turkiye: an input-output approach,” İstanbul İktisat Dergisi- Istanbul Journal of Economics, vol. 73, no 1, pp. 419-452, 2023.
21. [21] A. Favier, C. De Wolf, K. Scrivener and G. A. Habert, “Sustainable future for the european cement and concrete industry-technology assessment for full decarbonisation of the industry by 2050”, ETH Zurich, Zürich, Switzerland, 2018.
22. [22] T. Jackson, “Prosperity without growth? The transition to a sustainable economy, sustainable development commission,” London, UK, 2005.
23. [23] Türkiye Cumhuriyeti Cumhurbaşkanlığı Strateji ve Bütçe Başkanlığı, “Sürdürülebilir kalkınma amaçları degerlendirme raporu,” Türkiye Cumhuriyeti Cumhurbaşkanlığı, Türkiye, Rap. 102, 2019.
24. [24] S. Mudgal, M. Fischer-Kowalski, F. Krausmann, B. Chenot, S. Lockwood, A. Mitsios, A. Schaffartzik, N. Eisenmenger, F. Cachia, J. Steinberger, U. Weisz, K. Kotsalainen, H. Reisinger and E. Labouze, “Preparatory Study for the Review of the Thematicstrategy on the Sustainable Use of Natural Resources,” Paris, France, Rap. Final, 2010.
25. [25] M. Ucal, N. An and L. Kurnaz, “İklim değişikliği sürecinde ekonomideki yeni kavramlar ve yaklaşımlar,” Dokuz Eylül Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, c. 19, s. 3, ss. 373-402, 2017.
26. [26] P. Tapio, “Towards a theory of decoupling: degrees of decoupling in the EU and the case of road traffic in Finland between 1970 and 2001,” Transport Policy, vol. 12, no 2, pp. 137-151, 2005.
27. [27] Q. Du, J. Zhou, Pan, T., Q. Sun and M. Wu, “Relationship of carbon emissions and economic growth in China's construction industry,” Journal of Cleaner Production, vol. 220, pp. 99-109, 2019.
28. [28] Y. Su, Z. Zou, X. Ma and J. Ji, “Understanding the relationships between the development of the construction sector, carbon emissions, and economic growth in China: Supply-chain level analysis based on the structural production layer difference approach,” Sustainable Production and Consumption, vol. 29, pp. 730-743, 2022.
29. [29] A. J. Ogungbile, G. Q. Shen, J. Xue and T. M. Alabi, “A hypothetical extraction method decomposition of intersectoral and interprovincial co2 emission linkages of China’s construction industry,” Sustainability, vol. 13, pp. 13917, 2021.
30. [30] A. Ö. Artekin, “Türkiye’de inşaat sektörü, istihdam ve ekonomik büyüme arasındaki ilişkinin incelenmesi: GMM yaklaşımı,” Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimler Meslek Yüksekokulu Dergisi, c. 26, s. 2, 2023.
31. [31] E. Dobrucali, “Relationship between CO2 emissions from concrete production and economic growth in 20 OECD countries,” Buildings, vol. 14, no 9, 2024.
32. [32] M. Yılmaz, S. Yıldız and A. B. Gültekin, “Yıkıcı yeniliklerin belirlenmesi: sürdürülebilir inşaat sektöründe tehditler ve fırsatlar,” Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, c. 18, s 2, ss. 25-36, 2016.
33. [33] O. O. A. Davies, “Barriers to implementation of sustainable construction techniques” MAYFEB Journal of Environmental Science, vol. 2, pp. 1-9, 2017.
34. [34] R. Bon and K. Hutchinson, “Sustainable construction: some economic challenges,” Building Research & Information, vol. 28, no. 5–6, pp. 310–314, 2000.
35. [35] I. C. Osuizugbo, O. Oyeyipo, A. Lahanmi, A. Morakinyo and O. Olaniyi, “Barriers to the adoption of sustainable construction” European Journal of Sustainable Development, vol. 9, no 2, pp. 150-162, 2020.
36. [36] Z. Wang, T. Hu and J. Liu, “Decoupling economic growth from construction waste generation: Comparative analysis between the EU and China,” Journal of Environmental Management, vol. 353, 2024.
37. [37] T.C. Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı, Kalkınma Ajansları, [Çevrimiçi]. Erişim: https://ka.gov.tr/sayfalar/kalkinma- lanlamasinda-istatistiki-bolge-birimleri-siniflandirmasi--24
38. [38] Türkiye İstatistik Kurumu (TUIK). [Çevrimiçi]. Erişim: https://www.tuik.gov.tr/.
39. [39] L. Uğur, “Yapı maliyetinin yapay sinir ağı ile analizi,” Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2007.
40. [40] P. E. Mergos, “Seismic design of reinforced concrete frames for minimum embodied CO2 emissions,” Energy and Buildings, vol. 162, pp. 77-186, 2018.
41. [41] G. F. de Medeiros and M. Kripka, “Optimization of reinforced concrete columns according to different environmental impact assessment parameters,” Engineering Structures, vol. 59, pp. 185-194, 2014.
42. [42] D. H. Yeo and F. A. Potra, “Sustainable design of reinforced concrete structures through CO2 emission optimization,” Journal of Structural Engineering, vol. 141, pp. 3, 2015.
43. [43] Central Bank of the Republic of Türkiye. (2010, 31 December). Indicative Exchange Rates Announced at 15:30 on 12/31/2010 by the Central Bank of Turkey, no: 2010/247 [Çevrimiçi]. Erişim: https://www.tcmb.gov.tr/kurlar/201012/31122010.xml
44. [44] Central Bank of the Republic of Türkiye. (2011, 30 December). Indicative Exchange Rates Announced at 15:30 on 12/30/2011 by the Central Bank of Turkey, no: 2011/251 [Çevrimiçi]. Erişim: https://www.tcmb.gov.tr/kurlar/201112/30122011.xml
45. [45] Central Bank of the Republic of Türkiye. (2012, 31 December). Indicative Exchange Rates Announced at 15:30 on 12/31/2012 by the Central Bank of Turkey, no: 2012/252 [Çevrimiçi]. Erişim: https://www.tcmb.gov.tr/kurlar/201212/31122012.xml
46. [46] Central Bank of the Republic of Türkiye. (2013, 31 December). Indicative Exchange Rates Announced at 15:30 on 12/31/2013 by the Central Bank of Turkey, no: 2013/247 [Çevrimiçi]. Erişim: https://www.tcmb.gov.tr/kurlar/201312/31122013.xml
47. [47] Central Bank of the Republic of Türkiye. (2014, 31 December). Indicative Exchange Rates Announced at 15:30 on 12/31/2014 by the Central Bank of Turkey, no: 2014/249 [Çevrimiçi]. Erişim: https://www.tcmb.gov.tr/kurlar/201412/31122014.xml
48. [48] Central Bank of the Republic of Türkiye. (2015, 31 December). Indicative Exchange Rates Announced at 15:30 on 12/31/2015 by the Central Bank of Turkey, no: 2015/250 [Çevrimiçi]. Erişim: https://www.tcmb.gov.tr/kurlar/201512/31122015.xml
49. [49] Central Bank of the Republic of Türkiye. (2016, 30 December). Indicative Exchange Rates Announced at 15:30 on 12/30/2016 by the Central Bank of Turkey, no: 2016/249 [Çevrimiçi]. Erişim: https://www.tcmb.gov.tr/kurlar/201612/30122016.xml
50. [50] Central Bank of the Republic of Türkiye. (2017, 29 December). Indicative Exchange Rates Announced at 15:30 on 12/29/2017 by the Central Bank of Turkey, no: 2017/252 [Çevrimiçi]. Erişim: https://www.tcmb.gov.tr/kurlar/201712/29122017.xml
51. [51] Central Bank of the Republic of Türkiye. (2018, 31 December). Indicative Exchange Rates Announced at 15:30 on 12/31/2018 by the Central Bank of Turkey, no: 2018/249 [Çevrimiçi]. Erişim: https://www.tcmb.gov.tr/kurlar/201812/31122018.xml
52. [52] Central Bank of the Republic of Türkiye. (2019, 31 December). Indicative Exchange Rates Announced at 15:30 on 12/31/2019 by the Central Bank of Turkey, no: 2019/247 [Çevrimiçi]. Erişim: https://www.tcmb.gov.tr/kurlar/201912/31122019.xml
53. [53] A. Naqvi and K. Zwickl, “Fifty shades of green: Revisiting decoupling by economic sectors and air pollutants,” Ecol. Econ., vol. 133, pp. 111–126, 2017.
54. [54] C. Cautisanu and M. A. Hatmanu, “Study of the decoupling of economic growth from CO2 and HFCs Emissions in the EU27 Countries,” Energies, vol. 16, no.14, 2023.