توجه به مقوله توسعه پایدار در سال‌های اخیر اهمیت بسیاری پیدا کرده است. به‌طورکلی شهرهای امروزی با مشکلات زیست‌محیطی جدی مواجه‌اند. این مشکلات عمدتاً ناشی از صنایع آلاینده بوده و صنعت ساخت به‌عنوان یکی از منابع اصلی آلودگی محیط‌زیست در شهرها شناخته می‌شود. بحث مدیریت زباله‌های ساخت و تخریب (Construction & Demolition) و یا به اختصار (C&D) به‌عنوان پدیده‌ای نوظهور و حائز اهمیت در صنعت ساخت مطرح است. در این مقاله سعی کرده‌ایم تا با نگاهی دقیق پس از ریشه‌یابی علل تولید این ضایعات، مدلی برای مدیریت و بهینه‌سازی آن به کمک مدلسازی اطلاعات ساخت (BIM) ارائه دهیم ([1]).
1. زباله‌های ساختمانی
اشتیاق صنعت ساخت به حرکت در مسیر ابداع روش‌های نوآورانه برای کاهش ضایعات ساختمانی و اثرات زیست‌محیطی آنها در مراحل ساخت‌وساز، امری ستودنی است. ابزارها و روش‌های مختلفی برای ارزیابی کمی این ضایعات، در طول دوران حیات پروژه‌های ساختمانی معرفی شده است که ارزیابی چرخه عمر (Life Cycle Assessment) و یا به اختصار (LCA) به‌عنوان متداول‌ترین شیوه در سطح جهانی شناخته شده است. در این میان مدلسازی اطلاعات ساخت (BIM) به‌عنوان یک ابزار عالی و دیجیتال اجرای این فرایند را بهبود می‌بخشد.
شهرهای امروزی معمولاً با مشکلات عمده زیست‌محیطی مواجه‌اند و نقش صنایع آلاینده در این وضعیت بیش‌ازپیش اهمیت پیدا می‌کند؛ حال‌آنکه صنعت ساخت به‌عنوان یکی از مهم‌ترین منابع آلودگی محیط‌زیست در شهرها مطرح شناخته می‌شود. وابستگی صنعت ساخت به استخراج مواد اولیه سبب می‌شود تا تأثیرات نامطلوب زیست‌محیطی ناشی از فرایندهای ساخت‌وساز به میزان قابل‌توجهی افزایش یابد، چرا که هرچقدر میزان احتیاج به مواد خام اولیه بیشتر باشد، اثرات نامطلوب زیست‌محیطی هم بیشتر خواهد بود. طبق آمار، نزدیک به ۳۵ درصد از کل مصرف انرژی جهان در ساختمان بوده و حدود ۴۰ درصد از کل انتشار کربن‌دی‌اکسید جهان در صنعت ساخت‌وساز صورت می‌گیرد.
اگرچه زباله‌های ساخت و تخریب (C&D) خطری مشابه با پسماندهای خطرناک شهری ندارند؛ اما می‌توانند تأثیر قابل‌توجهی بر محیط‌زیست داشته باشند. از جمله این تأثیرات می‌توان افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای، مصرف انرژی، زوال زمین و آلودگی محیط‌زیست را نام برد. ضمن اینکه علاوه بر هزینه‌های ثابت و معمول هزینه‌های گزافی را بابت مدیریت و انتقال پسماند تحمیل می‌کند.
2. زباله‌های ناشی از ساخت‌وساز و تخریب (C&D)
به‌طورکلی زباله‌های ساخت‌وساز و تخریب شامل موارد زیر می‌شوند:
الف- ضایعات محصولات چوبی؛
ب- آسفالت؛
پ- دیوارها و محصولات گچی و پیش‌ساخته؛
ت- بتن، آجر، موزاییک، کاشی، سرامیک، سنگ و سنگ‌فرش و غیره؛
ث- مقادیر قابل‌توجهی از فلزات، پلاستیک، خاک، روکش سقف، عایق و کاغذ و غیره.
مسئله مهم آن است که برای کاهش میزان تولید این ضایعات، نیاز به توجه جدی و اثرگذار به مرحله طراحی است، چرا که با تزریق نگاه حفظ محیط‌زیست و گسترش تعداد معماران و طراحان دوست‌دار طبیعت می‌توان گام بسیار مهمی در این راستا برداشت. شاخص اثرات زیست‌محیطی به‌عنوان ابزاری برای مقایسه میزان اثرگذاری مصالح و اقلام مختلف بر محیط‌زیست وجود دارد و معماران و طراحان می‌توانند با استفاده از این نتایج، انتخاب طبیعت دوستانه‌تری در طراحی‌های خود داشته باشند. هر چه میزان اثرات زیست‌محیطی محصولات و اقلام کمتر باشد، برای استفاده از آنها اولویت بیشتری قائل خواهیم بود.
طبق آمار موجود، سرانه تولید زباله‌های ساخت‌وساز و تخریب (C&D) از ۱۸ تا ۸۴۲ کیلوگرم در سال به‌ازای هر نفر در شهرهای مختلف جهان متفاوت است که این اختلاف فاحش نشان‌دهنده توجه ارزشمند برخی از شهرهای جهان به مسائل زیست‌محیطی پیرامون صنعت ساخت است. شهرهای بانکوک و فلوریدا جزو بالاترین سرانه و پکن و آتن جزو پایین‌ترین سرانه‌ها در این حوزه هستند. لازم به ذکر است که این آمار در حال افزایش بوده و این مسئله زمینه‌ساز پدیده‌ای نوظهور در قالب مدیریت زباله‌های ساخت‌وساز و تخریب(C&D) شده که از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. البته که در این میان شهرهای دوراندیش جهان در حال برنامه‌ریزی‌هایی اجرایی برای افزایش نرخ بازیافت این ضایعات هستند.
عوامل مؤثر بر تولید زباله‌های ساخت‌وساز و تخریب (C&D) عبارت‌اند از:
الف- طراحی ضعیف و پر نقص؛
ب- تدارکات و برنامه‌ریزی نامناسب در اجرا؛
پ- تغییرات نظرات و تصمیمات جدید که منجر به تغییر طراحی می‌شود
3. نقش مدلسازی اطلاعات ساخت (BIM)
باتوجه‌به عوامل مؤثر بر تولید این ضایعات، نیاز به فناوری اطلاعات و ارتباطات (Information and Communication Technology) و یا به اختصار (ICT) دراین‌خصوص اهمیت دوچندان پیدا کرده و می‌بایست نسبت به کاهش تعارضات، مخصوصاً در مرحله طراحی اقدامات جدی ترتیب داد.
در مسیر اجرای روش ارزیابی چرخه عمر (LCA)، ابزارهای مختلفی موجود است که در این بررسی باتوجه‌به مزایای قابل‌توجه آن از ابزار ATHENA impact Estimator for Buildings کمک می‌گیریم. برنامه به‌عنوان ورودی اطلاعات ساده‌ای مانند ابعاد و بارها و مصالح مختلف را می‌گیرد و به‌صورت خودکار نسبت به ارائه گزارش‌هایی در زمینه‌های زیر اقدام می‌کند:
الف- پتانسیل گرمایش جهانی؛
ب- پتانسیل اسیدی شدن؛
پ- پتانسیل اثرات تنفسی بر سلامت انسان؛
ت- پتانسیل اوتروفیکاسیون؛
ث- پتانسیل تخریب لایه اوزون؛
ج- پتانسیل مه‌دود.
4. محاسبه ضایعات ساختمانی و ارزیابی اثرات زیست‌محیطی
به کمک ابزار معرفی شده و در بستر مدلسازی اطلاعات ساخت (BIM)، نسبت به محاسبه ضایعات ساختمانی و ارزیابی اثرات زیست‌محیطی به‌عنوان توسعه مدل یکپارچه اقدام می‌کنیم. به‌منظور تسهیل درک این مراحل پنج‌گانه در زیر آمده است:
الف- پایگاه‌داده جامع مواد با همکاری ابزار ارزیابی چرخه عمر (LCA) تهیه می‌شود.
ب- در این گام مدل‌های طراحی شده مبتنی بر مدلسازی، اطلاعات یکپارچه شده و با یکدیگر ادغام می‌شوند.
پ- برنامه‌نویسی پلاگین با قابلیت مرتب‌سازی داده‌ها و کمی‌سازی زباله‌ها در سه‌فاز ساخت، بهره‌برداری و تخریب (این گام را برای بررسی میزان اثرگذاری مدلسازی اطلاعات ساخت (BIM) به دو صورت سنتی و مدلسازی اطلاعات انجام می‌دهیم تا نقش مدلسازی را هم بررسی کنیم.)
ت- علل مختلف تولید ضایعات عمیقاً تجزیه‌وتحلیل شده و منجر به ارائه محاسبه ضایعات زیست‌محیطی می‌گردد.
ث- اثرات زیست‌محیطی منتشر شده محاسبه و کمی می‌شود و با یکدیگر مقایسه می‌شوند.
شکل ۱. نمایش گام‌های فرایند محاسبه ضایعات ساختمان و ارزیابی اثرات زیست‌محیطی.
برای بررسی دقیق‌تر در خصوص عملکرد پلاگین و نحوه انجام محاسبات مربوطه، شکل 2 را مشاهده نمایید.
شکل ۲. الگوریتم محاسبات و تجزیه‌وتحلیل.
به‌عنوان یک مثال، برای ثبت ضایعات در مراحل مختلف ساخت‌وساز می‌توان از مراحل زیر که در شکل ۳ ارائه شده است، استفاده کرد.
شکل ۳. تقسیم‌بندی ضایعات ساخت‌وساز و تخریب در مراحل مختلف.
5. نتیجه‌گیری
باتوجه‌به بررسی انجام شده در این پژوهش، تأثیر استفاده از مدلسازی اطلاعات ساخت (BIM) با اعداد کمی به اثبات رسید و طبق نتایج به‌دست‌آمده از مطالعه موردی انجام شده شاهد اثرگذاری مدلسازی اطلاعات ساخت (BIM) در کاهش تولید کربن، کاهش پدیده اوتروفیکاسیون (Eutrophication) یا (مغزی شدن: به علت رشد بیش از حد مواد مغذی در آب که سبب رشد بیش از حد موجودات زنده در آب می‌شود.)، بهبود شاخص مه‌دود و غیره بودیم و در بین بخش‌های مختلف ساختمان بیشترین اثرگذاری مربوط به مونتاژ دیوار است.
ابعاد مختلف این بررسی رو به تکمیل است و این اثر سنجی میتواند در بخش‌های بسیار متنوعی توسعه یابد و حتی با تکرار بیشتر و بیشتر آن بهبودهای به‌مراتب بهتری در این زمینه حاصل می‌گردد که میتواند نسبت به تغییر شرایط زیست‌محیطی در سال‌های آتی کمک شایانی انجام دهد.
- علاقه‌مندان می‌توانند جهت دستیابی به مقایسه کمی بین نتایج و همچنین مطالعه بیشتر، فایل کامل این مقاله را که در پیوست قرار داده شده است، مطالعه کنند.
جایگاه این مبانی در آموزش های موسسه ACEMI
در نقشه راه جامع موسسه مهندسی و مدیریت ساخت علوی پور، محدوده دانشی جداگانه ای تحت عنوان مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) طراحی شده است که پیشنیاز همه آنها، دوره نقشه راهی به نام BIM در مدیریت و کنترل پروژه است. بعد از آنکه این مبانی پایه ای را فرا گرفتید، برای تکمیل دانش خود در زمینه BIM در مدیریت پروژه، باید دوره های برنامه ریزی پروژه و مدیریت مالی و هزینه پروژه را فرا گرفته گرفته نحوه یکپارچه سازی این مبانی را به کمک نرم افزار های Navisworks و Synchro بیاموزید. سپس در دوره آموزش مدیریت BIM در پروژه و دوره استراتژی مدیریت BIM نحوه پیاده سازی BIM از نگاه مدیریت پروژه را طی یک فرآیند کامل خواهید آموخت. جهت مشاهده دوره های آموزشی موسسه می توانید به بخش تقویم آموزشی مهندسی و مدیریت ساخت در سایت موسسه ACEMI مراجعه نمایید.
[1] Jalaei, F. Zoghi, M. Khoshand, kh. 2019. Life cycle environmental impact assessment to manage and optimize construction waste using Building Information Modeling (BIM). International Journal of Construction Management.
دانلود جزئیات این مقاله
