i

ABSTRAK

PENGEMBANGAN MODEL JEJAK KARBON PADA

PELAKSANAAN PEKERJAAN STRUKTUR ATAS BETON

BERTULANG UNTUK KONSTRUKSI BANGUNAN

TINGKAT TINGGI DI INDONESIA

Oleh:

HERMAWAN

NIM: 35011014

(Program Studi Doktor Teknik Sipil)

Emisi karbon dioksida (CO2) adalah salah satu gas rumah kaca yang signifikan

terhadap peningkatan pemanasan global. Salah satu sumber emisi CO2 adalah

industri konstruksi. Emisi CO2 dihasilkan oleh setiap tahap di dalam daur hidup

konstruksi. Tahapan tersebut meliputi manufaktur material konstruksi, rantai

pasok konstruksi dan pelaksanaan konstruksi. Pada tahap manufaktur material

konstruksi, terdapat sejumlah material konstruksi yang menjadi sebagai sumber

dan penentu emisi CO2. Material konstruksi yang dimaksud meliputi: semen,

keramik, baja, batu kapur, mortar, agregat, alumunium, beton pracetak, kayu, dan

polyvinyl chloride (PVC). Semen dan baja khususnya baja tulangan adalah

sumber emisi CO2 yang signifikan. Namun, kedua material tersebut banyak

digunakan sebagai rangka struktur bangunan dan biasanya disebut beton

bertulang. Beton bertulang mempunyai kandungan baja tulangan, semen, pasir, air

dan agregat. Namun demikian proporsi emisi CO2 semen dan baja tulangan lebih

besar dibandingkan yang lain. Sumber emisi CO2 berikutnya adalah rantai pasok

konstruksi. Emisi CO2 pada rantai pasok konstruksi berasal dari jumlah dan

anggota rantai pasok serta moda transportasi yang digunakan. Sumber emisi CO2

berikutnya adalah tahap pelaksanaan konstruksi. Pada tahap tersebut, operasi

pelaksanaan pekerjaan pengecoran struktur atas beton bertulang merupakan salah

satu sumber dan penentu besar emisi CO2. Hal ini disebabkan adanya pemakaian

bahan bakar oleh tower crane, concrete pump dan truck ready mix. Konstruksi

bangunan tingkat tinggi dengan struktur rangka terbuka merupakan salah satu

jenis proyek yang menghasilkan emisi CO2 yang signifikan. Salah satu

penyebabnya adalah pemakaian volume beton dalam jumlah yang sangat besar.

Untuk mengidentifikasi sumber dan penentu besar emisi CO2 diperlukan

instrumen yaitu life cycle analysis (LCA). Sumber dan penentu besar emisi CO2

yang diperoleh pada setiap tahapan digunakan sebagai dasar untuk

mengembangkan pemodelan jejak karbon dalam penelitian ini.

Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan model jejak karbon pada

pelaksanaan pekerjaan struktur atas beton bertulang untuk konstruksi bangunan

tingkat tinggi dan mengidentifikasi proporsi emisi CO2 dari tahap manufaktur dan

rantai pasok semen dan baja tulangan serta sampai dengan penggunaannya pada

ii

struktur atas beton bertulang untuk konstruksi bangunan tingkat tinggi. Ruang

lingkup yang dikembangkan dalam penelitian ini adalah cradle to installation.

Metode penelitian yang digunakan dalam pengembangan model jejak karbon

terdiri tiga bagian. Bagian pertama adalah mengidentifikasi faktor-faktor yang

berpengaruh sebagai sumber dan penentu besar emisi CO2. Identifikasi tersebut

dilakukan dengan menggunakan formulir. Formulir tersebut dikembangkan

berdasarkan aspek-aspek utama yang terdapat di dalam Project Management Body

of Knowledge (PMBOK). Bagian kedua adalah mengidentifikasi sumber dan

besar emisi CO2 pada rantai pasok baja tulangan dan semen. Instrumen yang

digunakan pada bagian kedua adalah kuisioner. Kuisioner tersebut disebarkan

kepada produsen, fabrikator, distributor dan kontraktor. Dengan demikian

diperoleh structure channel rantai pasok semen dan baja tulangan. Bagian ketiga

adalah mengembangkan model konseptual dan formula matematika jejak karbon.

Model konseptual dikembangkan dari hasil identifikasi sumber dan penentu besar

emisi CO2 pada operasi pelaksanaan pekerjaan pengecoran dan rantai pasok

konstruksi. Selanjutnya, model konseptual diturunkan menjadi formula

matematika.

Hasil penelitian memperlihatkan bahwa ada lima aspek utama yang menjadi

sumber dan penentu besar emisi CO2 dalam pelaksanaan pekerjaan struktur atas

beton bertulang untuk konstruksi bangunan tingkat tinggi. Selanjutnya kelima

aspek utama ditelusuri untuk memperoleh elemen yang menjadi sumber dan

penentu besar emisi CO2. Kelima aspek utama tersebut terdiri dari: (1) aspek

utama scope atau ruang lingkup konstruksi, (2) aspek utama waktu, (3) aspek

utama mutu, (4) aspek utama sumber daya konstruksi dan (5) aspek utama

pasokan beton ready mix. Sumber dan penentu besar emisi CO2 pada rantai pasok

semen dan baja tulangan berasal dari jumlah dan jarak anggota rantai pasok serta

jenis moda transportasi yang digunakan di dalam anggota rantai pasok.

Selanjutnya diperlihatkan bahwa persentase emisi CO2 dari keenam proyek

mempunyai kecenderungan yang sama yaitu emisi CO2 terbesar berasal dari

manufaktur material konstruksi. Persentase emisi CO2 dari manufaktur material

konstruksi berkisar antara 93,7%-98,6%. Persentase emisi CO2 dari rantai pasok

konstruksi berkisar antara 0,1%-5,2%. Persentase emisi CO2 dari pelaksanaan

pekerjaan pengecoran berkisar antara 0,03%-1,2%. Meskipun persentase emisi

CO2 pada rantai pasok konstruksi dan pelaksanaan pekerjaan pengecoran relatif

kecil. Namun demikian, rantai pasok konstruksi menjadi salah satu variabel yang

signifikan dan penting sebagai sumber dan penentu besar emisi CO2 bagi proyek

konstruksi di Indonesia. Oleh karena itu, rantai pasok konstruksi harus dikelola

dan dikendalikan oleh proyek konstruksi sehingga dapat mereduksi emisi CO2.

Kata kunci: jejak karbon, cradle to installation, model tower crane, model

concrete pump

iii

ABSTRACT

CARBON FOOTPRINT MODEL DEVELOPMENT ON

CONSTRUCTION OF REINFORCED CONCRETE UPPER

STRUCTURE ON HIGH RISE BUILDING IN INDONESIA

By:

HERMAWAN

NIM: 35011014

(Doctoral Study Program of Civil Engineering)

Carbon dioxide emission (CO2) is one of the most significant greenhouse gases

contributing to the increase in global warming. One sources of CO2 emission is

the construction industry. CO2 emission is produced on each stage in the

construction lifecycle. These stages include construction material manufacturing,

construction supply chain, and the construction activity itself. On the construction

material manufacturing stage, there are several materials indicated to be the

source of CO2 emission. These materials include cements, ceramics, steels,

limestone, mortar, aggregate, aluminum, precast concrete, woods, and polyvinyl

chloride (PVC). Cement and steels, particularly reinforcing steels, is considered

to be a significant source of CO2 emission. However, both materials are widely

used as building core structure or reinforced concrete. Reinforced concrete

consists of reinforcing steels, cements, sand, water, and aggregate materials.

However, the proportions of CO2 emission of cements and reinforcing steels are

higher if compared to the other materials. Next CO2 emission source are

construction supply chain. CO2 emission on construction supply chain comes from

the number and members of supply chain and also the transportation mode

utilized. Other CO2 emission is the construction stage itself. On this stage,

concrete laying operation is indicated to determine the amount of CO2 emission.

This is caused by the usage of fuel by tower crane, concrete pump and ready mix

truck. High rise building construction with open frame structure is considered as

the type of project with a significant amount of CO2 emission. This is caused by

the usage of concrete in massive volume. To identify the source and amount

determinant of CO2 emission an instrument is required, namely the Life Cycle

Analysis (LCA). Source and amount of CO2 emission in each construction stage

will be used as the basis to develop carbon footprint in this research.

This research aims to develop the carbon footprint model on the practice of

reinforced concrete upper structure works for high rise building construction and

to identify the proportion of CO2 emission from the stages of manufacturing and

supply chain of cement and reinforcement steel up to their usage in the upper

structure of reinforced concrete for high rise building construction. The scope

developed in this research is cradle to installation.

iv

Methodology used in this research is development of carbon footprint model,

consisting of three parts. The first part is identification of factors regarded to be

the source of CO2 emission including the amount of emission produced. This

identification is conducted using form. This form is derived from main aspects

contained in Project Management Body of Knowledge (PMBOK). The second part

is identification of source and the amount of CO2 emission on reinforcing steel

and cement supply chain. The instrument used in this second part is

questionnaire. The questionnaires are distributed to producer, fabricator,

distributor, and contractor. Therefore a proper understanding of reinforcing steel

and cement supply chain channel structure can be gained. The third part is

development of conceptual model and mathematical formula of carbon footprint.

The conceptual model was developed from identification of the source and

amount of CO2 emission in concrete laying and construction supply chain

operation. Next, the conceptual model is then translated into a mathematical

formula.

The result of this research shows that there are five main aspects of source and

determinant of CO2 emission on the practice of reinforced concrete upper

structure works for high level building construction. Afterward, these five main

aspects are explored to determine elements which contributes to source and

amount determinant of CO2 emission. These five aspects among others are: (1)

the main aspect of scope, (2) the main aspect of time, (3) the main aspect of

quality, (4) the main aspect of construction resources and (5) the main aspect of

ready mix concrete supply. Source and determinant of the amount of CO2

emission on cement and reinforcing steel supply chain are determined by the

number and distance of supply chain members and the types of transportation

used within the supply chain members.

Afterwards it was shown that CO2 emission percentage from six projects has the

same tendency, namely the largest CO2 emission comes from the manufacturing

of construction material. CO2 emission percentage from construction material

manufacturer ranges from 93.7 – 98.6%. CO2 emission percentage from

construction supply chain ranges from 0.1 – 5.2%. CO2 emission percentage from

concrete laying operation ranges from 0.03 – 1.2%. Although CO2 emission

percentage in construction supply chain and concrete laying operation are

relatively small, construction supply chain remains one of the most significant and

important variable as the source and amount determinant of CO2 emission for

construcion project in Indonesia. Thus, construction supply chain should be

managed and controlled by construction projects, in order to reduce CO2

emission.

Keywords: carbon footprint, cradle to installation, tower crane model, concrete

pump model