ابزار تصمیم‌گیری برای ارزیابی و انتخاب فرآیندهای ساخت و ساز براساس معیارهای زیست محیطی: کاربرد در گزینه‌های پیش ساخته و درجا

چکیده

کلمات کلیدی

1- مقدمه

2- روش

شکل 1- مراحل اصلی توسعه مدل تأثیرات زیست محیطی.

2- 1- ایجاد محدودیت‌ها

2- 2- شناسایی اثرات زیست محیطی

2- 3- شاخص اثرات زیست محیطی (EII) 

شکل 2- مراحل گهواره تا ورودی در ساخت که توسط مدل در نظر گرفته شده است.

جدول 1- اقدامات قانونی زیست محیطی که در تحقیق تحلیل شده است.

2- 4- تخصیص وزن

2- 5- تعریف شاخص‌ها

شکل 3- درخت تأثیر با اثرات زیست محیطی ناشی از کار ساختمانی.

جدول 2- وزن‌های مرجع که توسط کارشناسان به اثرات زیست محیطی کار ساخت و ساز برای یک محیط شهری (U)، حومه (S) و روستایی (R) اختصاص داده شد.

جدول 3- شاخص‌های اثرات زیست محیطی کار ساختمانی تعریف شده در مدل.

جدول 4- داده‌ها برای I1: مقادیر مرجع α بسته به نوع مصالح.

جدول 5- داده‌های I4: برخی از محدودیت‌های انتشار برای وسایل نقلیه سنگین (یورو VI) به گرم در هر لیتر سوخت مصرفی تبدیل می‌شود (DECC و دفرا، 2012 ؛ اتحادیه اروپا، 2009؛ و محاسبات نویسندگان).

3- مطالعه موردی

3- 1- مقدمه

شکل 4- زهکشی با طاق بتونی پیش ساخته که در مطالعه موردی مورد تحلیل قرار گرفته است.

شکل 5- زهکش با طاق بتونی ساخته شده در محل که در مطالعه موردی مورد تحلیل قرار گرفته است.

جدول 6- شاخص‌های اثر زیست محیطی که برای زهکشی پیش ساخته و در محل محاسبه شده است.

3- 2- نتایج

3- 3- بحث مطالعه موردی

جدول 7- شاخص‌های اثر زیست محیطی برای زهکشی‌های پیش ساخته و در محل که با معادلات (2) و (3) محاسبه شدند.

4- نتیجه‌گیری

جدول 8- مجموعه وزن‌هایی که برای تحلیل حساسیت استفاده شدند.

جدول 9- EII برای زهکشی‌های پیش ساخته و در محل حاصل از اولین تحلیل حساسیت با استفاده از معادله (3).

جدول 10- EII برای زهکشی‌های پیش ساخته و در محل حاصل از دومین تحلیل حساسیت با توجه به تنوع در وزن‌های تعیین شده توسط متخصصان.

 

در این مقاله یک ابزار ارزیابی تأثیر زیست محیطی کمّی برای تصمیم‌گیری در مورد فرآیندهای ساخت و ساز از جمله سازه‌ها، زیرساخت‌ها و ساختمان‌ها با استفاده از شاخص تأثیرات محیطی (EII) جهت استفاده در مراحل طراحی و/ یا ساخت ارائه شده است. این تحقیق براساس تئوری مطلوبیت چند معیاره، مصاحبه با نمایندگان خبره از سهامداران مختلف در ساخت و ساز و تحلیل پنجاه و نه اقدامات قانونی زیست محیطی اروپا و اسپانیا است. ابزار حاصل در دو گزینه ساخت برای زه‌کشی جاد‌ها (پیش ساخته و درجا) اعمال شد. یافته‌ها نشان می‌دهد که این ابزار امکان اولویت‌بندی فرآیندهای ساخت و انتخاب بهترین گزینه به لحاظ تأثیرات زیست محیطی را فراهم می‌سازد و نتایج نسبت به تغییرات منطقی وزن پایدار هستند. این ابزار به تصمیم‌گیری در چارچوب مدیریت پروژه در ساخت و ساز کمک می‌کند: می‌تواند به متخصصان در اداره امور عمومی و شرکت‌های طراحی و ساخت و ساز کمک کند. این ابزار به کمّی‌سازی تأثیر گهواره تا ورودی عملیات ساخت و ساز، که معمولا کمتر از تأثیر عملیاتی در ارزیابی چرخه عمر ساختمان‌ها مطالعه شده است، کمک می‌کند. این ابزار در پروژه‌های ساختمانی شورای شهر بارسلونا به‌طور آزمایشی در حال اجرا است.

صنعت ساخت و ساز یکی از بزرگ‌ترین مصرف‎کنندگان انرژی، منابع مواد و آب است و مسئول بخش قابل توجهی از آلودگی از طریق انتشار مضر و ضایعات آن است (باخوم و براون ، 2012؛ هوانگ و همکاران، 2013؛ لی و همکاران، 2016). بنا به گفته اداره آمار اروپا (Eurostat 2017b)، مصرف مواد داخلی در اتحادیه اروپا 6/6 میلیون تن در سال 2016 را به خود اختصاص داده است که 46% آن مواد معدنی غیرفلزی از جمله شن و ماسه بودند که عمدتا در صنعت ساختمان استفاده می‎شوند. سنگدانه‌های طبیعی به‌عنوان منبع طبیعی عظیم در سطح جهانی در نظر گرفته می‌شوند، اما به‌دلیل بهره‌برداری بیش از حد از آنها در ساخت، ممکن است عرضه آنها محدود شود (لوانیدو و همکاران، 2017). در سال 2014، کل زباله‌ها و کل زباله‌های خطرناک تولید شده در اتحادیه اروپا به‌ترتیب 2503 و 95 میلیون تن بود، که به‌ترتیب 868 (35%) و 16 (17%) میلیون تن سهم ساخت و ساز بوده است (Eurostat 2017a). بنابراین، مهم است که نسبت به تولید زباله در ساخت و ساز هوشیار باشیم و از تولید آن در مراحل اولیه پروژه‌های ساختمانی جلوگیری کنیم (اوداواتا و همکاران، 2015). مدیریت ناکارآمد پسماند در ساخت و ساز به‌دلیل فقدان راه حل‎های پیشگیرانه است (آجای و همکاران، 2015). ساخت و ساز سازگار با محیط زیست باعث بهبود کارایی و منافع می‌شود. این پیشرفت‌ها ناشی از استفاده بهینه از منابع، صرفه‌جویی در انرژی، افزایش بازیافت، کاهش هزینه‌های دفع زباله و هزینه‌های حمل و نقل کمتر به‌دلیل تأمین‌کنندگان محلی است (ICE و همکاران، 2002). انتخاب فرآیند ساخت پیامدهای کلیدی بر عملکرد محیط زیست دارد (تولر و همکاران، 2013). بنابراین اثرات زیست محیطی عملیات ساختمانی باید در طراحی فرآیند ساخت و ساز و در حین عملیات در نظر گرفته شود. اطلاعات کافی در مورد پایداری مربوط به ساخت وجود ندارد (باخوم و براون، 2012). متون نسبتا کمی به کاهش انرژی در فرآیند ساخت و ساز تمرکز دارند (دیویس و همکاران، 2013). برآورد انتشار گازهای گلخانه‌ای (GHG) که می‌تواند با اطمینان برای تمایز بین گزینه‌ها استفاده شود، به‌دلیل ماهیت متغیر و غیرمعمول فرآیندهای ساخت دشوار است (کاس و موکرجی ، 2011). کمّی سازی پروژه‌های مهندسی عمران از نظر پایداری چالش جدیدی برای صنعت مهندسی عمران است (اسپنسر و همکاران، 2012). به نظر می‌رسد ارزیابی زیست محیطی ساختمان‌ها نسبت به زیرساخت‌ها بیشتر توسعه یافته است. با وجود این، Ng و همکاران (2013) دریافتند که حدود نیمی از شاخص‌های شش ابزار ارزیابی زیست محیطی ساختمان (BREEAM ، BEAM Plus ،LEED ،CASBEE ، Green Mark و Green Star) کیفی هستند، نه کمّی و اینکه فاقد روش کمّی برای تحلیل چرخه حیات انتشار CO2 هستند. اثرات گهواره تا ورودی در ساختمان‌ها (اثرات حاصل از استخراج مواد، ساخت، انتقال به محل و ساخت در محل) اغلب نادیده گرفته می‌شوند زیرا از ابتدا اثرات عملیاتی مهمتر بوده‌اند (دیویس و همکاران، 2013؛ دیمودی و تومپا، 2008؛ هونگ و همکاران، 2014؛ Ng و همکاران، 2013؛ اورتیز و همکاران، 2010؛ راسل اسمیت و لپچ، 2015) . طبق بررسی انجام شده توسط فالودی و لپچ (2012)، تأثیرات زیستی 95-90% از مصرف چرخه حیات انرژی، 80% از چرخه حیات انتشار CO2 و 65% از چرخه حیات انتشار SO2 و NOx را تشکیل می‎دهد. با وجود این، تاثیر گهواره تا ورودی با کاهش اثرات مرحله استفاده به‌دلیل سیستم‌های کارآمدتر، به درصد بیشتری از تأثیرات کل چرخه حیات ساختمان تبدیل می‌شوند (موتازینه و همکاران، 2016). در تحقیقی که توسط فالودی و لپچ (2012) انجام شد، تاثیر گهواره تا ورودی یک ساختمان تجاری پیش ساخته با 30% توان تأمین شده توسط فتوولتائیک، یک سوم کل تأثیرات زیست محیطی چرخه حیات است. هدف اصلی این تحقیق تهیه ابزاری است که پس از تعریف خصوصیات اصلی پروژه، به انتخاب بهترین فرآیند ساخت و ساز از نظر تأثیرات زیست محیطی برای یک پروژه معین کمک می‌کند. هدف دوم تهیه ابزاری برای مقایسه تأثیر واقعی زیست محیطی حاصل از عملیات ساختمانی با تأثیر پیش بینی شده از پروژه است. تحقیق ارائه شده در این مقاله به این چالش‌ها می‌پردازد و یک ابزار کمی سیستماتیک جدید را با نقاط قوت کلیدی زیر تعریف می‌کند: (1) ابزاری مفید برای مقایسه گزینه‌های ساخت و ساز است، (2) تاثیر گهواره تا ورودی کار ساختمانی را که معمولا کمتر از تأثیر عملیاتی در ارزیابی چرخه حیات ساختمان مورد مطالعه قرار گرفته است، کمّی‌سازی می‌کند. (3) می‌تواند برای انواع کارهای ساختمانی از جمله سازه‌ها، زیرساخت‌ها و ساختمان‌ها اعمال شود و (4) می‌تواند برای نظارت بر برنامه‌ریزی مرحله پیش ساخت و هم مرحله ساخت اعمال شود.