Rapid population growth is increasing housing demand and accelerating the expansion of the built environment in Egypt. However, practical and sustainable residential building decarbonization remains constrained by limited supplies of supplementary cementitious materials, limited structural timber resources, code restrictions on cement reduction, and cost sensitivity. This study evaluates two Egyptian multi-unit residential case studies—one affordable housing project and one middle-class housing project—to assess whether wall-system substitution can reduce both embodied and operational carbon under local material, code, and cost constraints. An integrated BIM-based digital twin workflow was used to link quantity takeoff, finite-element structural assessment, and whole-building energy simulation. An architectural BIM model was used for material quantification, wall-system definition, and energy-model inputs. A structural model was used to assess the effects of reducing wall density on reinforcement and concrete demand under gravity and seismic load combinations. Operational performance was assessed through cooling-focused energy simulations under hot-arid climatic conditions representative of Egypt’s new desert cities. Alternative wall systems were then evaluated through scenario- based material substitution and revised structural and energy assessments. The results show that reinforcement, concrete, and wall- core materials account for about 80% of total embodied carbon, while cooling accounts for about 72% of operational emissions. Non-structural cement uses, mainly mortars and finishes, account for 36% of total cement demand, ranging from 161 to 229 tons per building across the two case studies. Replacing conventional partition walls with lightweight, energy-efficient alternatives reduced embodied carbon by up to 35.2%, operational carbon by about 15.7% to 16.5%, and total life-cycle carbon by about 17.4% to 17.5% over a 60- year service life. The average savings per building corresponded to avoiding about 30 tons of steel, 165 m3 of ready-mix concrete, and 191 m3 of mortar, with net cost savings of about 3.15 million EGP per building. These results identify a practical pathway toward more sustainable, lower-carbon Egyptian residential buildings without increasing project cost.

Szybki wzrost liczby ludności zwiększa popyt na mieszkania i przyspiesza ekspansję środowiska zabudowanego w Egipcie. Jednakże praktyczna i zrównoważona dekarbonizacja budynków mieszkalnych pozostaje ograniczona przez ograniczone dostawy dodatkowych materiałów cementowych, ograniczone zasoby drewna konstrukcyjnego, ograniczenia kodeksowe dotyczące redukcji cementu i wrażliwość na koszty. W niniejszym badaniu dokonano oceny dwóch egipskich studiów przypadku dotyczących wielomieszkaniowych budynków mieszkalnych – jednego projektu mieszkaniowego w przystępnej cenie i jednego projektu mieszkaniowego dla klasy średniej – w celu oceny, czy zastąpienie systemu ścianami może zmniejszyć emisję dwutlenku węgla zarówno w postaci materialnej, jak i operacyjnej, w ramach lokalnych ograniczeń materiałowych, przepisów i kosztów. Do połączenia obliczeń ilościowych, oceny konstrukcji metodą elementów skończonych i symulacji energetycznej całego budynku wykorzystano zintegrowany przepływ pracy cyfrowego bliźniaka oparty na BIM. Architektoniczny model BIM wykorzystano do ilościowego określenia materiałów, zdefiniowania systemu ścian i danych wejściowych do modelu energetycznego. Do oceny wpływu zmniejszenia gęstości ścian na zapotrzebowanie na zbrojenie i beton pod wpływem kombinacji obciążeń grawitacyjnych i sejsmicznych wykorzystano model konstrukcyjny. Wydajność operacyjną oceniono za pomocą symulacji energii ukierunkowanej na chłodzenie w gorących, suchych warunkach klimatycznych charakterystycznych dla nowych pustynnych miast Egiptu. Następnie oceniono alternatywne systemy ścienne poprzez zastąpienie materiałów oparte na scenariuszach oraz poprawione oceny strukturalne i energetyczne.Wyniki pokazują, że zbrojenie, beton i materiały rdzeni ściennych odpowiadają za około 80% całkowitego zawartego węgla, podczas gdy chłodzenie odpowiada za około 72% emisji operacyjnych. Cement niekonstrukcyjny, głównie zaprawy i wykończenia, odpowiada za 36% całkowitego zapotrzebowania na cement i waha się od 161 do 229 ton na budynek w obu studiach przypadku. Zastąpienie konwencjonalnych ścianek działowych lekkimi, energooszczędnymi alternatywami zmniejszyło emisję dwutlenku węgla aż o 35,2%, emisję eksploatacyjną o około 15,7% do 16,5%, a emisję dwutlenku węgla w całym cyklu życia o około 17,4% do 17,5% w ciągu 60-letniego okresu użytkowania. Średnie oszczędności na budynek odpowiadały uniknięciu zużycia około 30 ton stali, 165 m3 betonu towarowego i 191 m3 zaprawy, co dało oszczędności netto w wysokości około 3,15 miliona EGP na budynek. Wyniki te wskazują praktyczną drogę do bardziej zrównoważonych, niskoemisyjnych egipskich budynków mieszkalnych bez zwiększania kosztów projektu.