Κριτήρια και μεθοδολογίες αποτίμησης της περιβαλλοντικής αειφορίας των μεταλλικών κατασκευών
Authors: Ζυγομαλάς Ιορδάνης 
Published: August 2021

Η παρούσα διδακτορική διατριβή ανήκει σε μία θεματική ενότητα που περιέχει τόσο τον κλάδο των κατασκευών και συγκεκριμένα τις μεταλλικές κατασκευές, όσο και την αποτίμηση της περιβαλλοντικής αειφορίας. Οι στόχοι που τέθηκαν αφορούν την προσαρμογή των διαδικασιών σχεδιασμού και κατασκευής των μεταλλικών κτιριακών έργων στις προσφάτως καθορισμένες απαιτήσεις για εξασφάλιση περιβαλλοντικής αειφορίας στο πλαίσιο της βιώσιμης ανάπτυξης που προωθείται σε ευρωπαϊκό και διεθνές επίπεδο. Κατόπιν έρευνας σχετικά με τις αρχές και το περιεχόμενο της βιώσιμης ανάπτυξης (Κεφάλαιο 1) εξετάζονται οι σχετικές έννοιες, η εξέλιξή τους και η σημασία τους για τις μεταλλικές κατασκευές. Η εξέταση των υφιστάμενων μεθοδολογιών αποτίμησης της περιβαλλοντικής αειφορίας επιτρέπει την επιλογή της κατάλληλης μεθόδου για την περίπτωση των μεταλλικών κατασκευών, η οποία είναι η μέθοδος Αξιολόγησης Κύκλου Ζωής (LCA, Life Cycle Assessment). Η εφαρμογή της μεθόδου σε μια απλή μεταλλική κτιριακή κατασκευή αναδεικνύει τα σημεία όπου απαιτείται έρευνα προκειμένου να εξασφαλιστεί η αξιόπιστη και αποτελεσματική χρήση της μεθόδου στις μεταλλικές κατασκευές. Στο Κεφάλαιο 2 η έρευνα εστιάζει σε ένα από τα κρίσιμα θέματα που αφορούν την αποτελεσματικότητα της μεθόδου LCA, τα περιβαλλοντικά δεδομένα Καταγραφής Κύκλου Ζωής (Life Cycle Inventory, LCI). Η εγκυρότητα των δεδομένων LCI επηρεάζει άμεσα τα αποτελέσματα της μεθόδου και καθώς τα τελευταία δεν διατίθενται για μεταλλικά δομικά στοιχεία, συλλέγονται πρωτογενή στοιχεία για τη δημιουργία μιας νέας βιβλιοθήκης περιβαλλοντικών δεδομένων LCI που αφορούν τα μεταλλικά δομικά στοιχεία που χρησιμοποιούνται στις κατασκευές. Ως σημείο εκκίνησης επιλέγονται οι διατομές θερμής έλασης (IPE, HEA κτλ.) για τα οποία γίνεται λεπτομερής καταγραφή των διαδικασιών παραγωγής όσον αφορά στις περιβαλλοντικές επιπτώσεις που προκαλούν. Προκειμένου να ελεγχθεί η αξιοπιστία της βιβλιοθήκης LCI που αναπτύχθηκε και των δεδομένων που περιέχει, καθώς και για να σχηματιστεί μία πλήρη εικόνα σχετικά με το εύρος εφαρμογής της στις μελέτες Κύκλου Ζωής διεξάγεται συγκριτική μελέτη (Κεφάλαιο 3) με άλλες υφιστάμενες βιβλιοθήκες LCI που περιέχουν ορισμένα παρόμοια δεδομένα. Στο Κεφάλαιο 4 παρατίθεται η συμπληρωματική έρευνα που οδήγησε στην επέκταση της βιβλιοθήκης LCI για τα κοίλα χαλύβδινα δομικά στοιχεία ψυχρής διαμόρφωσης (διατομές SHS, RHS κτλ.). Στη συνέχεια (Κεφάλαιο 5) καταγράφονται τα δεδομένα που αφορούν όλες τις πιθανές κατηγορίες προέλευσης των μεταλλικών δομικών στοιχείων που χρησιμοποιούνται στην Ελλάδα. Ως αποτέλεσμα, προστίθενται στην αναπτυχθείσα βιβλιοθήκη δεδομένα LCI που αναφέρονται στα δομικά στοιχεία που εισάγονται από το εξωτερικό και αυτά που προκύπτουν από τη μεταποίηση εισαγμένων ημιτελών προϊόντων. Εξετάζονται επίσης και τα στοιχεία σύνδεσης των μεταλλικών στοιχείων, δηλαδή οι χαλύβδινες πλάκες και οι κοχλίες σύνδεσης. Τα σενάρια τέλους του κύκλου ζωής που μπορούν να εφαρμοστούν στις μεταλλικές κτιριακές κατασκευές εξετάζονται στο Κεφάλαιο 6, ενώ υπολογίζονται και συγκρίνονται οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις που προκύπτουν για κάθε σενάριο τέλους. Στο Κεφάλαιο 7 διεξάγονται μελέτες κύκλου ζωής για τέσσερις υφιστάμενες μεταλλικές κτιριακές κατασκευές με βάση τα δεδομένα της βιβλιοθήκης LCI που αναπτύχθηκε και των σεναρίων τέλους που αναλύθηκαν. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν, καθώς και η σύγκρισή τους (Κεφάλαιο 8), οδηγούν για πρώτη φορά στην ποσοτικοποίηση της επίδρασης ορισμένων καθοριστικών παραγόντων για τις μελέτες κύκλου ζωής. Για τη διευκόλυνση της διαχείρισης των περιβαλλοντικών δεδομένων LCI που περιέχονται στη βιβλιοθήκη που αναπτύχθηκε σχεδιάστηκε ένα σχετικό λογισμικό εργαλείο (Κεφάλαιο 9), το οποίο επιτρέπει και την άμεση διενέργεια μελέτης κύκλου ζωής για κτιριακές μεταλλικές κατασκευές. Στο τελευταίο κεφάλαιο της διατριβής (10ο) παρουσιάζονται τα σημαντικότερα συμπεράσματα που διεξάγονται από την έρευνα που διεξάχθηκε.