Abstract:
Das zunehmende Wachstum der Bauindustrie wirkt sich in den Entwicklungsländern auf die Umwelt aus. Nachhaltigkeit ist zur Hauptagenda geworden, um die Auswirkungen des Bauens auf die Umwelt zu minimieren und die Langlebigkeit künftiger Generationen zu gewährleisten. Für ein großes Land wie Indonesien ist es jedoch eine überwältigende Aufgabe, Nachhaltigkeit in einem Gebäude zu erreichen, da seine regionalen Grenzen durch kulturelle Vielfalt, soziale Unterschiede und wirtschaftlichen Wohlstand getrennt sind.
Die meisten Entscheidungen werden im Entwurfsprozess getroffen, der für die Entwicklung eines nachhaltigen Gebäudedesigns von entscheidender Bedeutung ist. ... mehrDie Bereitstellung von Planungsleistungen wie Zeit- und Kostenschätzung für öffentliche Projekte in Indonesien unterliegt dem nationalen Standard eines Beschaffungssystems. Bei diesem System ist die Flexibilität zur Änderung des zugewiesenen Budgets begrenzt. Die Untersuchung aller möglichen Designalternativen ist daher nicht für Entscheidungsträger von Vorteil. Darüber hinaus wird bei Schulbauprojekten die Verknüpfung der Gestaltung von Schulumschlägen mit den verschiedenen Baumaterialien aufgrund eines standardisierten Schullayouts in Indonesien vom Designer häufig ignoriert. Eine solche Praxis vernachlässigt höchstwahrscheinlich die sozialen, wirtschaftlichen und ökologischen Kriterien für ein nachhaltiges Design, insbesondere den Komfort in Innenräumen, als eines der wesentlichen sozialen Kriterien in den Klassenzimmern. Angesichts der enormen Nachfrage nach neuen Grundschulen und potenziellen Schäden an bestehenden Schulen in diesem von Katastrophen betroffenen Land ist ein praktisches Entscheidungsinstrument für die Auswahl eines nachhaltigen Designs unvermeidlich. Auf der Grundlage der obigen Aussichten wurde ein Rahmen entwickelt, um die sozialen, wirtschaftlichen und ökologischen Kriterien in der frühesten Phase des Entwurfsprozesses voranzutreiben. Im Entwurfsprozess wurde der Schwerpunkt auf die Kombination von Materialien gelegt, die auf vier typischen Schulform- / Designkonfigurationen für die öffentliche Schulentwicklung in Indonesien basieren. Im Mittelpunkt des Frameworks steht eine Entscheidungsmatrix, die eine MCDM-Methode (Multi-Criteria Decision Making) verwendet. Das Gewicht und die Leistung jedes Kriteriums in der Matrix wurden aus der subjektiven und objektiven Bewertung der Kriterien anhand einer Fallstudie von Grundschulgebäuden in Aceh, Indonesien, ermittelt. Beide Bewertungen wurden in Bezug auf die Art der Kriterien für die soziale, wirtschaftliche und ökologische Leistung des Schuldesigns relevant gemacht.
Subjektive Bewertungen wurden durch eine Fragebogenumfrage durchgeführt, um jedes Kriterium und jeden Leistungswert des Materials gemäß den Wahrnehmungen, Erfahrungen und Überzeugungen der Menschen zu gewichten. Zusätzlich wurde der Komfort in Innenräumen subjektiv anhand des von den Schülern empfundenen Wärmegefühls bewertet. Andererseits konzentrierten sich die objektiven Bewertungen auf die Leistungsbewertung bestimmter Kriterien in einem vollständigen Entwurf. Dazu gehören die Leistung des Kostenkriteriums, die verkörperte Energie (EE), die CO2-Emission der Materialproduktion und insbesondere die Leistung der Innentemperatur für jede Entwurfsalternative, die mithilfe einer Simulationsmethode recht genau bewertet werden kann. Die simulierte Stundentemperatur wurde gegen tatsächliche Messungen getestet, um ihre Gültigkeit zu überprüfen. Es wurde festgestellt, dass das Simulationsmodell von vier typischen Designs zuverlässige Ergebnisse bei der Vorhersage des thermischen diskomfortstunden. Schließlich wurde TOPSIS als eine der MCDMMethoden verwendet, um alle Entwurfsalternativen zu bewerten. Ein knackiger Wert oder Index von 0 bis 1 wurde als Indikator für eine nachhaltige Leistung abgeleitet, wobei 1 die höchste Leistung bezeichnet. Die Verwendung einer MCDM-Methode im Framework war hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass die endgültige Entwurfsauswahl aufgrund von Projektbeschränkungen und Präferenzen des Entscheidungsträgers zusammen mit dem Projektziel beeinträchtigt werden kann. Auf der Suche nach der besten nachhaltigen Leistung des Schuldesigns schienen Kosten und Komfort in Innenräumen die Kriterien für die Auswahl eines Designs für dieses Fallstudienprojekt zu beeinträchtigen.
Die Ergebnisse dieser Forschung zeigen, dass aus 144 Designalternativen der höchste nachhaltige Leistungsindex in einem Design mit zufriedenstellendem Komfort in Innenräumen gefunden wurde, jedoch mit 39% zusätzlichen Kosten im Vergleich zum Baseline-Modell. Die Ergebnisanalyse der Innentemperatur zeigt, dass des thermischen diskomfortstunden dieser Konstruktionsalternative auf 56,5% reduziert werden kann. Die Scheibe. Stunden während der Schulzeit ergeben eine Reduzierung um 68,7%. Für diesen besten Fall ist die Disc. Stunden erscheinen nur von 12.00 bis 13.00 Uhr mit zweieinhalb Monaten zeigt keine Beschwerden. Die Unbehaglichkeitsperiode im Baseline-Modell beträgt meistens von 10.30 bis 13.00 Uhr, wobei insgesamt 728 diskomfortstunden in einem Jahr erzeugt wurden. Wenn die Kosten als Hauptbeschränkung bei der Entscheidungsfindung betrachtet werden, haben sich zwei weitere Entwurfsalternativen als gute Kandidaten erwiesen, da diese beiden Entwürfe eine bessere nachhaltige Leistung aufweisen als das Basismodell. Das erste Design verursacht 4,5% niedrigere Kosten als die Basislinie, während das zweite Design nur 6,3% zusätzliche Kosten verursacht. Beide Designalternativen führen zu einer Reduzierung der gesamten Disc um 12,3% und 68,9% Stunden im Vergleich zum Baseline-Modell.
Das Ergebnis dieser Forschung stimmt mit der Hypothese überein, dass durch die Verwendung der gleichen Kostendaten aus den retrospektiven Fallstudienschulen eine bessere nachhaltige Leistung erzielt werden kann. Ein Designauswahl-Tool, das auf einer Anwendung des Frameworks in dieser Fallstudie basiert, hat bewiesen, dass ein besseres Design bei gleichzeitiger Kosteneffizienz zur Auswahl steht. Mit dem Vorhandensein eines in dieser Studie entwickelten Tools ist bekannt, dass die Bedeutung von Kriterien und die Leistung der Nachhaltigkeit aus einem bestimmten Entwurf Entscheidungsträgern früh in der Entwurfsphase helfen.
Der vorgeschlagene Rahmen und die vorgeschlagenen Methoden zur Entwicklung des Werkzeugs können auch bei der frühen Planung anderer neuer und bestehender Gebäude in Ländern mit trockenem und gemäßigtem Klima angewendet werden, unabhängig von der Art der Gebäudeformen, der Entwurfskonfiguration und dem Material. Am wichtigsten ist, dass der Entwurfs- und Materialauswahlprozess unter Verwendung des entwickelten Rahmens auch in einem traditionellen Projektabwicklungssystem implementiert werden kann, um das Bewusstsein und die breite Akzeptanz von nachhaltigem Bauen in Entwicklungsländern zu erhöhen. Die Auswirkungen der Umsetzung des entwickelten Rahmens in anderen Regionen Indonesiens werden vorteilhafter sein, da viele öffentliche Schulen und verschiedene Arten von öffentlichen Gebäuden unter Verwendung des Finanzierungsmechanismus für Regierungsprojekte gebaut werden.
Abstract (englisch):
The increasing growth of the construction industry creates negative environmental impact in developing countries. Sustainability in construction has become the main agenda to minimize or eliminate those negative impact and ensure future generations' longevity. However, for a big country like Indonesia, achieving sustainability in a building is an overwhelming task because its regional boundaries are divided by cultural diversity, social differences, and economic prosperity.
Most decisions are taken at the design process, which is crucial for developing sustainable building design. ... mehrThe provision of design services such as time and cost estimation for public projects in Indonesia is governed by the national standard of a procurement system. Under this system, the flexibility to change the allocated budget is limited. Thus, exploring all possible design alternatives is not in favor of decision-makers. Furthermore, for school building projects, the inter-connection of school envelope design with the various selection of building material is often ignored by the designer due to a standardized school layout in Indonesia. Such practice most likely neglects the social, economic, and ecological criteria for achieving sustainable design, especially indoor comfort as one of the essential social criteria in the classrooms. With an enormous demand for new primary schools, and potential damage to existing schools in this disasters’ prone country, a practical decision-making tool for selecting a sustainable design is inevitable. Based on the outlook above, a framework was prepared to bring forward the social, economic, and ecological criteria at the preliminary design stage. Focus given during the design process was by combining materials based on four typical school shape/design configurations for public school development in Indonesia. Central to the framework is a decision matrix that employs a multi-criteria decision making (MCDM) method. Criteria weightings and performance of each criterion in the matrix were obtained from the subjective and objective evaluation of criteria using a case study of primary school buildings in Aceh, Indonesia. Both evaluations were made pertinent to the type of criteria across the social, economic, and ecological performance of school design.
Subjective evaluations were performed through a questionnaire survey to weight each criterion and performance value of material according to people's perceptions, experiences, and beliefs. Additionally, indoor comfort was also evaluated subjectively according to the thermal sensation felt by the students. On the other hand, objective evaluations concentrated on performance assessment of specific criteria in one complete design. These include the performance of cost criterion, embodied energy (EE), CO2 emission of material production, and the performance of indoor temperature for each design alternative, which can be valued quite accurately using a simulation method. The simulated hourly temperature was tested against actual measurements to check its validity. It was found that the simulation model of four typical designs produced reliable results in predicting total Disc. Hours. Finally, TOPSIS, as anMCDM method, was used to rank all design alternatives. A crisp-value or index from 0 to 1 was derived as an indicator of sustainable performance with 1 denotes the highest performance. The utilization of an MCDM method in the framework mainly because the final design selection can be compromised based on project constraints and the decision-makers preferences alongside the project goal. Hence, while searching for the best sustainable performance of school design, cost and indoor comfort appeared to be compromising criteria for selecting a design on this case study project.
This research shows that from 144 design alternatives, the highest sustainable performance index was found in one design with satisfactorily indoor comfort, but with 39% additional cost compared to the Baseline model. Results analysis from the indoor temperature shows that the total discomfort hours (Disc. Hours) of this design alternative can be reduced to 56.5%. The Disc. Hours during school hours yields a 68.7% reduction. For this best case, the Disc. Hours appear only from 12.00 to 01.00 PM with two and a half months shows no discomfort. Period of discomfort in the Baseline model is mostly from 10.30 AM to 01.00 PM, which makes the total of Disc. Hours of 728 hours all year long. If cost is considered the main constraint during decision-making, another two design alternatives were found to be good candidates because they have better sustainable performances than the Baseline model. The first design produces a 4.5% lower cost than the baseline, while the second design yields only 6.3% additional cost. Both design alternatives produce 12.3% and 68.9% reduction on total Disc. Hours respectively, when compared to the Baseline model.
The result of this research agrees with the hypothesis that by using the same cost data from the retrospective case study schools, better sustainable performance can be achieved. Application of design selection tool based on a framework in the case study confirmed that a better yet cost-efficient design is available for selection. By using such a tool as demonstrated in this research, the importance of criteria and performance of sustainability from a given design are known to assist decision-makers early in the design stage.
The proposed framework and methods used for developing the tool can also be applied during the early design of other new and existing buildings in dry and temperate climate countries regardless of the various type of building shapes, design configuration, and material. Most importantly, the design and material selection process using the developed framework can be implemented even in a traditional project delivery system to increase the awareness and expedite the building sustainability progress in developing countries. The advantage of implementing the developed framework in other Indonesian regions will be significant since many public schools and different types of public buildings will be built using the government projects funding mechanism.
