Стаття

Порівняльна оцінка життєвого циклу конструкції дощового саду та зеленого покриття із застосуванням програмного середовища OpenLCA

Марина Кравченко, Тетяна Ткаченко, Леся Василенко
Анотація

Глобальні кліматичні зміни та посилення урбанізації посилюють тиск на міську інфраструктуру та природні ресурси, підкреслюючи важливість впровадження зеленої інфраструктури для підвищення стійкості міст та зменшення впливу на довкілля. Метою дослідження було проведення порівняльної оцінки життєвого циклу дощового саду та зеленого даху за допомогою програмного забезпечення OpenLCA (версія 2.6, 2025) шляхом моделювання їхніх екологічних показників, що дозволило визначити ключові кліматичні та ресурсні параметри їхньої ефективності. Для моделювання було зібрано дані на всіх етапах життєвого циклу споруд та нормалізовано їх на квадратний метр за 15-річний період експлуатації. Основними категоріями екологічного впливу було обрано потенціал глобального потепління, потенціал евтрофікації, потенціал підкислення та вичерпання абіотичних ресурсів. Результати продемонстрували різний баланс екологічних наслідків на різних етапах життєвого циклу. Зелений дах характеризувався меншим впливом на етапі будівництва (наприклад, потенціал глобального потепління становить 50 кг CO2-екв./м2) завдяки використанню збірних модульних блоків. Натомість дощові сади продемонстрували менший вплив на етапі експлуатації (130 проти 320 кг CO2-екв./м2 для зелених дахів за 15 років) завдяки пасивній фільтрації дощового стоку та мінімальним вимогам до технічного обслуговування. Значна частина впливу на етапі будівництва пов’язана з використанням кварцового піску як ґрунтової добавки для дощових садів та мульчі з деревної кори для покриття ґрунту, що пригнічує небажану рослинність та сприяє закріпленню цільової рослинності. На етапі закінчення терміну експлуатації обидві системи продемонстрували мінімальний загальний вплив на довкілля, причому більшість показників залишалися незначними. Результати підтвердили, що жодна з досліджених зелених інфраструктурних систем не є універсально оптимальною; їхня ефективність залежить від конкретного етапу життєвого циклу та місцевих умов, що підкреслює необхідність враховувати місцеві цілі та пріоритети під час вибору системи

Завантажити статтю

Отримано 13.01.2026

Доопрацьовано 21.04.2026

Прийнято 12.06.2026

Опубліковано 30.06.2026

https://doi.org/10.63341/esbur/1.2026.129
Сторінки 129-143

ЦИТУВАТИ

Kravchenko, M., Tkachenko, T., & Vasylenko, L. (2026). A comparative life cycle assessment of rain garden and green roof systems using the OpenLCA software platform. Ecological Safety and Balanced Use of Resources, 17(1), 129-143. https://doi.org/10.63341/esbur/1.2026.129

Використані джерела

  1. Ahmadi, A.W., Balkaya, N., & Vrielink, S. (2025). Evaluating the life cycle assessment of rain gardens and green walls for a sustainable environment. Research Square. doi: 10.21203/rs.3.rs-7779844/v1.
  2. Al Rashid, A., Khan, S.A., & Koç, M. (2024). Life cycle assessment on fabrication and characterization techniques for additively manufactured polymers and polymer composites. Cleaner Environmental Systems, 12, article number 100159. doi: 10.1016/j.cesys.2023.100159.
  3. Bagheri, K., & Davani, H. (2024). An integrated framework for stormwater management and life cycle assessment of rainwater harvesting: A comparative study of two underserved communities. Science of The Total Environment, 956, article number 177220. doi: 10.1016/j.scitotenv.2024.177220.
  4. Committee of the Regions. (2013). Opinion of the committee of the regions: Green infrastructure – enhancing Europe’s natural capital. Retrieved from https://edz.bib.uni-mannheim.de/edz/doku/adr/2013/cdr-2013-4577-en.pdf.
  5. European Commission. (2019). The European green deal. (COM(2019) 640 final). Retrieved from https://www.consilium.europa.eu/media/47573/st_15051_2019_init_en.pdf.
  6. European Commission. (2021). Forging a climate-resilient Europe – the new EU strategy on adaptation to climate change (COM(2021) 82 final). Retrieved from https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52021DC0082.
  7. Fér, M., Nikodem, A., Trejbalová, S., Klement, A., Pavlů, L., & Kodešová, R. (2022). How various mulch materials can affect the soil hydro-physical properties. Journal of Hydrology and Hydromechanics, 70(3), 269-275. doi: 10.2478/johh-2022-0016.
  8. Gan, L., Garg, A., Huang, S., Wang, J., Mei, G., & Zhang, K. (2025). Experimental and numerical investigation on rainwater management of dual substrate layer green roofs using biochar-amended soil. Biomass Conversion and Biorefinery, 15(20), 27387-27396. doi: 10.1007/s13399-022-02754-0.
  9. Hu, X., & Gu, F. (2025). Urban rainwater resource utilization: A sustainable environmental impact assessment using life cycle assessment (LCA) and water balance model. Desalination and Water Treatment, 322, article number 101094. doi: 10.1016/j.dwt.2025.101094.
  10. ISO 14040:2006. (2006). Environmental management – life cycle assessment – principles and framework. Retrieved from https://www.iso.org/obp/ui/en/#iso:std:iso:14040:ed-2:v1:en.
  11. ISO 14044:2006. (2006). Environmental management – life cycle assessment – requirements and guidelines. Retrieved from https://www.iso.org/obp/ui#iso:std:iso:14044:ed-1:v1:en.
  12. Karabay, K., Öztürk, H., Ceylan, E., & Ayral Çınar, D. (2024). Assessment of urban rain gardens within climate change adaptation and circularity challenge. In Nature-based solutions for circular management of urban water (pp. 51-72). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-031-50725-0_4.
  13. Kravchenko, M., Trach, Y., Trach, R., Tkachenko, T., & Mileikovskyi, V. (2024). Behaviour and peculiarities of oil hydrocarbon removal from rain garden structures. Water, 16(13), article number 1802. doi: 10.3390/w16131802.
  14. Kravchenko, M.V., & Tkachenko, T.M. (2024). Development of methods for quantifying the effectiveness of rain garden design in the context of rainwater management. Environmental Safety and Natural Resources, 50(2), 19-35. doi: 10.32347/2411-4049.2024.2.19-35.
  15. Los Santos-Ortega, J., Fraile-García, E., & Ferreiro-Cabello, J. (2025). Environmental assessment of natural coarse aggregate production in gravel pits – assessing CO2 offsets through vine cultivation. Applied Sciences, 15(4), article number 1868. doi: 10.3390/app15041868.
  16. Mohajerani, A., et al. (2020). Recycling waste rubber tyres in construction materials and associated environmental considerations: A review. Resources, Conservation and Recycling, 155, article number 104679. doi: 10.1016/j.resconrec.2020.104679.
  17. Osorio-Tejada, J.L., Llera-Sastresa, E., & Scarpellini, S. (2022). Environmental assessment of road freight transport services beyond the tank-to-wheels analysis based on LCA. Environment, Development and Sustainability, 26(1), 421-451. doi: 10.1007/s10668-022-02715-7.
  18. Ostovar, A., Hajj, E., Mehdizadeh, G., & Hand, A. (2026). Environmental analysis of emulsified asphalt products in the United States: A comparative cradle-to-gate life cycle assessment. Sustainability, 18(4), article number 1821. doi: 10.3390/su18041821.
  19. Pamu, Y., Kumar, V.S.S., Shakir, M.A., & Ubbana, H. (2022). Life cycle assessment of a building using Open-LCA software. Materials Today: Proceedings, 52, 1968-1978. doi: 10.1016/j.matpr.2021.11.621.
  20. Peng, Y., Wang, Y., Chen, H., Wang, L., Luo, B., Tong, H., Zou, Y., Lei, Z., & Chen, S. (2024). Carbon reduction potential of a rain garden: A cradle-to-grave life cycle carbon footprint assessment. Journal of Cleaner Production, 434, article number 139806. doi: 10.1016/j.jclepro.2023.139806.
  21. Perivoliotis, D., Arvanitis, I., Tzavali, A., Papakostas, V., Kappou, S., Andreakos, G., Fotiadi, A., Paravantis, J.A., Souliotis, M., & Mihalakakou, G. (2023). Sustainable urban environment through green roofs: A literature review with case studies. Sustainability, 15(22), article number 15976. doi: 10.3390/su152215976.
  22. Pique, L., Blanchet, P., & Breton, C. (2023). Global warming potential comparison between green and conventional roofs in a cold climate using life cycle assessment. Journal of Cleaner Production, 420, article number 138314. doi: 10.1016/j.jclepro.2023.138314.
  23. Pons Fiorentin, D., Martín-Gamboa, M., Rafael, S., & Quinteiro, P. (2024). Life cycle assessment of green roofs: A comprehensive review of methodological approaches and climate change impacts. Sustainable Production and Consumption, 45, 598-611. doi: 10.1016/j.spc.2024.02.004.
  24. Popowicz, M., Katzer, N.J., Kettele, M., Schöggl, J.-P., & Baumgartner, R.J. (2025). Digital technologies for life cycle assessment: A review and integrated combination framework. The International Journal of Life Cycle Assessment, 30(3), 405-428. doi: 10.1007/s11367-024-02409-4.
  25. Rizzo, G., Cirrincione, L., La Gennusa, M., Peri, G., & Scaccianoce, G. (2023). Green roofs’ end of life: A literature review. Energies, 16(2), article number 596. doi: 10.3390/en16020596.
  26. Salah, G.M.J.A., & Romanova, A. (2021). Life cycle assessment of felt system living green wall: Cradle to grave case study. Environmental Challenges, 3, article number 100046. doi: 10.1016/j.envc.2021.100046.
  27. Scolaro, T.P., & Ghisi, E. (2022). Life cycle assessment of green roofs: A literature review of layers, materials and purposes. Science of The Total Environment, 829, article number 154650. doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.154650.
  28. Sečkár, M., Schwarz, M., Golej, J., & Veverková, D. (2025). Life cycle assessment and software tools comparison. International Journal of Environment and Sustainable Development, 24(2), 145-162. doi: 10.1504/IJESD.2025.145333.
  29. Sierka, E., Bedlińska, Z., Biela, M., Chen, H.-Y., Larysz, K., & Stolarczyk, M. (2026). Life cycle assessment of an experimental extensive green roof – a case study. Archives of Environmental Protection, 52(1), 136-146. doi: 10.24425/aep.2026.158389.
  30. Silva, M.E.F., Saetta, R., Raimondo, R., Costa, J.M., Ferreira, J.V., & Brás, I. (2024). Forest waste composting – operational management, environmental impacts, and application. Environmental Science and Pollution Research, 32(48), 27608-27624. doi: 10.1007/s11356-024-32279-0.
  31. Souza, B.D.M., Oliveira, R.D., Nascimento, R.S.D., & Medeiros, K.T.D.B. (2025). Comparative life cycle assessment in wastewater treatment plants: Scenario analysis with OpenLCA. Revista Brasileira de Ciências Ambientais, 60, article number e2330. doi: 10.5327/Z2176-94782330.
  32. Tams, L., Nehls, T., & Calheiros, C.S.C. (2022). Rethinking green roofs- natural and recycled materials improve their carbon footprint. Building and Environment, 219, article number 109122. doi: 10.1016/j.buildenv.2022.109122.
  33. Vaghela, J.R., Valaki, J.B., Joshi, H.I., Thanki, S.J., & Pandey, A.B. (2024). Comparative analysis on sustainability parameters of traditional tool manufacturing processes using life cycle. Journal of Engineering Science and Technology Review, 17(2), 23-34. doi: 10.25103/jestr.172.04.
  34. Xing, W., Tam, V.W., Le, K.N., Hao, J.L., & Wang, J. (2022). Life cycle assessment of recycled aggregate concrete on its environmental impacts: A critical review. Construction and Building Materials, 317, article number 125950. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.125950.
  35. Zhu, Y., Ma, H., Sha, C., Yang, Y., Sun, H., & Ming, F. (2023). Which strategy among avoid, shift, or improve is the best to reduce CO2 emissions from sand and gravel aggregate transportation? Journal of Cleaner Production, 391, article number 136089. doi: 10.1016/j.jclepro.2023.136089.