Application of a low-cost decision-making tool for sustainable building design of schools. Using a developing region in Indonesia as a case study
Creators: name: Lubis, Hamdi Akmal
Publisher: name: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Year: 2021
Subjects: Building Energy Simulation
Sustainability
Decision Making
Sustainable Design
Parametric Design
Developing Countries

description: 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. Die 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.