Αειφορία και οικιστική ανάπτυξη: η συμβολή του περιβαλλοντικού σχεδιασμού: εφαρμογή σε πρότυπο οικισμό

Abstract

Sustainability in human settlements reflects directly into all levels of a country. The accomplishment of sustainability requires the enhancement of the multiple levels of each section, since the interaction is more than direct and suspended. In order to ensure the life quality of future generations, according to the sustainability definition, it is necessary to secure development in such a way that the continuity of natural resources production, quality and existence will be retained. This can only be accomplished through sustainable housing and industrial development of countries. The incorporation of sustainability principles in the design of neighborhoods, communities and cities can be applied through the architecture, town planning and landplaning. The subject of this doctoral thesis is the sustainable housing development through the principles of environmental design, with pilot study on a model community and the aim is the formulation of a simple and easy to use methodology for the arithmetical estimation of housing developments’ sustainability during the stage of their design, planning and function, in order to be useful to all interested and implemented parties. Environmental design principles have been proved to be more than necessary for the accomplishment of real environmental, economical and social sustainability. The study and research of relevant literature, the social research that had been elaborated, as well as the valuable guidance of good teachers, led to the novel idea of creating a methodology for sustainable housing design, which at the same time will also constitute an objective evaluation tool. The thesis consists of three parts. First part is an introduction to the meaning of sustainability. European targets for human settlements are described through the Habitat agenda principles, as well as the increasing demands for housing, the needs for controlling the trend of uncontrolled housing development and the need for environmental protection and sustainable housing. In the second part, the principles of environmental design and bioclimatic architecture are developed. Here, there is also an analysis of the three phases (design, function, and end of life) parameters of a housing development that have to be evaluated according to the environmental evaluation methodology (Kosmopoulos, 2007). The importance of issues like materials selection, energy building and urban planning, renewable energy exploitation through the use of active and passive systems, embodied energy and thermal insulation, are described and explained, as well as environmental impacts of housing like waste production, air pollution, energy consumption, water and soil pollution. Possibilities and potentials of buildings end of life waste embodiment are also presented. In the second part there is also a presentation of some good examples of sustainable housing that have been created all over world. In the third part, the doctoral thesis proposal is presented and developed. The proposal concerns to the formulation of a three step methodology tool for sustainable housing design, which at the same time will also constitute an evaluation tool. As a first step sustainable housing variables and indictors are set down, while they form the sustainable housing indicators matrix. As a second step the social environmental attitudes that had arose, through the social research which was elaborated in the context of the present doctoral thesis, are analysed. The results and the conclusions that came up from the social research, are codified in order to conclude the needed acts for the reception of the proposed variables of the Matrix and are related to renewable energy sources and environmental design principles. The conclusions for the acts needed are transformed into variables in order to be integrated in the Matrix for more holistic approach of the proposed methodology and for sustainability accomplishment not only at the level of environment but also at the social level. The doctoral thesis concludes in the formulation (quantitative estimation) of two mathematic models for the arithmetical estimation of environmental indicators and housing sustainability, completing so the development of the proposed methodology. As a last step, the proposed methodology for sustainable housing design and evaluation is applied on a pilot scale on three model housing developments in order to conclude to the capability for its use in different areas and developments. Last chapter sets out the conclusions that arose through the pilot study of the three step sustainable design and evaluation methodology for housing developments. These mainly concern the capability for arithmetic expression of the term “sustainable housing development”, through the quantitative expression of variables and indicators that have been set down, giving a new dimension to the sustainable development of the built environment. It is thought that the proposed methodology meets the aim of the thesis and it is emerged that it could constitute a useful tool for scientific sectors related to the design of housing developments, since it provides the ability for arithmetic expression of the sustainability of the built environment within the context of social satisfaction, economic development and environmental protection. It is hoped that the thesis provides a useful polyprismatic method for the prediction or evaluation of how friendly a housing development, under study or existing, will operate or already operates to the environment and the society. It is hoped that it will provide a useful tool for engineers and other parties involved directly or indirectly into any stage of the housing development life span in order to achieve high level of sustainability.

Η επίτευξη της αειφορίας απαιτεί ενοποίηση όλων των τομέων και μάλιστα σε πολλαπλά επίπεδα, αφού η αλληλεπίδραση είναι περισσότερο από άμεση και εξαρτώμενη. Προκειμένου να εξασφαλιστεί η ποιότητα ζωής των μελλοντικών γενιών, σύμφωνα με τον ορισμό της αειφορίας, είναι απαραίτητη η επίτευξη τέτοιου τύπου ανάπτυξης, η οποία θα διασφαλίζει τη συνέχεια της παραγωγής, της ύπαρξης και της ποιότητας των φυσικών πόρων. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί μόνο μέσα από την αειφόρο οικιστική και βιομηχανική ανάπτυξη των χωρών. Η εφαρμογή των αρχών της αειφορίας στο σχεδιασμό των γειτονιών, των οικιστικών συνόλων και των πόλεων μπορεί να επιτευχθεί μέσα από την αρχιτεκτονική, την πολεοδομία και τη χωροταξία. Η παρούσα διδακτορική διατριβή έχει ως αντικείμενο την αειφορία στην οικιστική ανάπτυξη μέσα από την εφαρμογή των αρχών του περιβαλλοντικού σχεδιασμού, με πιλοτική εφαρμογή σε πρότυπο οικισμό και σκοπό τη διατύπωση μιας εύχρηστης και απλής μεθοδολογίας για την αριθμητική εκτίμηση της αειφορικής επίδοσης των οικιστικών συνόλων κατά το στάδιο του σχεδιασμού και της λειτουργίας τους, ώστε να μπορεί να είναι χρήσιμη σε εμπλεκόμενα και ενδιαφερόμενα μέρη. Ο περιβαλλοντικός σχεδιασμός και οι αρχές αυτού αποδεικνύονται περισσότερο από καταλυτικές για την επίτευξη πραγματικά περιβαλλοντικής, οικονομικής και κοινωνικής αειφορίας. Η μελέτη της διεθνούς σχετικής βιβλιογραφίας, η κοινωνική έρευνα η οποία πραγματοποιήθηκε, καθώς επίσης και η μελέτη οικιστικών έργων τα οποία παρουσιάζουν χαρακτηριστικά επικεντρωμένα στο στόχο της αειφόρου ανάπτυξης οδήγησε στην ιδέα για τη δημιουργία μιας μεθοδολογίας σχεδιασμού πρότυπων οικιστικών συνόλων, η οποία ταυτόχρονα να αποτελεί και εργαλείο αξιολόγησης. Το πρώτο μέρος της εργασίας αποτελεί μια εισαγωγή στην αειφόρο ανάπτυξη. Σε αυτό αναφέρονται οι ευρωπαϊκοί στόχοι για τη βιωσιμότητα των ανθρώπινων οικισμών μέσα από τις αρχές της “Habitat agenda”, οι αυξανόμενες ανάγκες στέγασης και ελέγχου της άναρχης δόμησης και η ανάγκη προστασίας του περιβάλλοντος και δημιουργίας βιώσιμων οικισμών. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας αναπτύσσονται οι αρχές του περιβαλλοντικού σχεδιασμού και της βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής και αναλύονται οι παράμετροι των τριών φάσεων των οικιστικών συνόλων (μελέτη, λειτουργία και παύση χρήσης), που σύμφωνα με την περιβαλλοντική εκτίμηση πρέπει να αξιολογούνται και να βαθμολογούνται (Κοσμόπουλος, 2007). Αναπτύσσονται παράμετροι όπως η επιλογή των υλικών, ο ενεργειακός κτιριακός και πολεοδομικός σχεδιασμός, η αξιοποίηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας μέσω ενεργητικών και παθητικών συστημάτων, η ενσωματωμένη ενέργεια των κατασκευών και η θερμομόνωση. Επίσης αναλύονται οι επιπτώσεις των οικιστικών συνόλων, όπως η παραγωγή αποβλήτων, οι εκπομπές αερίων, η κατανάλωση ενέργειας, η ρύπανση του εδάφους, των υδάτων και της ατμόσφαιρας και παρουσιάζονται οι δυνατότητες επανενσωμάτωσης των υλικών των κτιρίων στο περιβάλλον κατά την παύση της χρήσης τους. Στο τέλος του δεύτερου μέρους της διατριβής, παρατίθενται παραδείγματα προσπαθειών δημιουργίας πρότυπων βιώσιμων οικισμών και πόλεων σε διεθνές επίπεδο. Στο τρίτο μέρος αναπτύσσεται η πρόταση της διδακτορικής διατριβής, η οποία αφορά στη δημιουργία μεθοδολογίας σχεδιασμού αειφόρων οικιστικών συνόλων σε τρία βήματα, η οποία ταυτόχρονα αποτελεί και εργαλείο αξιολόγησης. Ως πρώτο βήμα διατυπώνονται μεταβλητές οικιστικής αειφορίας οι οποίες εντάσσονται σε σχετικούς δείκτες αειφορίας και διαμορφώνεται ο πίνακας δεικτών αειφορίας οικιστικών συνόλων. Ως δεύτερο βήμα, αναλύονται οι κοινωνικές στάσεις και αντιλήψεις, οι οποίες προέκυψαν μέσα από κοινωνική έρευνα που διεξήχθη εντός του πλαισίου εκπόνησης της παρούσας διατριβής και οι οποίες ουσιαστικά υποδεικνύουν την κοινωνική αποδοχή βασικών μεταβλητών του προαναφερθέντος πίνακα, Τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα τα οποία προέκυψαν από την κοινωνική έρευνα, κωδικοποιούνται με κριτική σκέψη ώστε να μπορέσουν να προβάλουν τις αναγκαίες ενέργειες για την αποδοχή των προτεινόμενων μεταβλητών του πίνακα, οι οποίες σχετίζονται με τον περιβαλλοντικό σχεδιασμό και τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και οι οποίες μεταφράζονται σε μεταβλητές για πιο ολιστική προσέγγιση της μεθοδολογίας που αναπτύχθηκε, με απώτερο σκοπό την επίτευξη αειφορίας όχι μόνο σε επίπεδο περιβάλλοντος, αλλά και σε επίπεδο κοινωνικό. Η εργασία καταλήγει στη διατύπωση (ποσοτική εκτίμηση) δύο μαθηματικών μοντέλων για την εκτίμηση της οικιστικής αειφορίας. Το ένα μαθηματικό μοντέλο αφορά στην αριθμητική εκτίμηση της αειφορίας των οικιστικών συνόλων και το δεύτερο στην αριθμητική εκτίμηση της αειφορίας του σχεδιασμού τους, ολοκληρώνοντας έτσι την υπό ανάπτυξη μεθοδολογία. Τέλος, πραγματοποιείται η πιλοτική εφαρμογή της προτεινόμενης μεθοδολογίας αειφόρου σχεδιασμού και αξιολόγησης οικιστικών συνόλων μέσω της αξιολόγησης της αειφορίας τριών οικισμών, ώστε να διαφανεί ή χρηστικότητα της σε διαφορετικές γεωγραφικά περιοχές. Στο τελευταίο κεφάλαιο παρατίθενται τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την εφαρμογή της μεθοδολογίας που αναπτύχθηκε για αειφόρο σχεδιασμό και αξιολόγηση οικιστικών συνόλων. Αυτά αφορούν ιδιαίτερα στη δυνατότητα που προσφέρει για την αριθμητική έκφραση του ορισμού της «αειφόρου οικιστικής ανάπτυξης» μέσα από την ποσοτικοποίηση μεταβλητών και δεικτών οικιστικής αειφορίας που διατυπώθηκαν, δίνοντας μια νέα διάσταση στην αειφόρο ανάπτυξη του δομημένου περιβάλλοντος. Η προτεινόμενη μεθοδολογία κρίνεται ότι ικανοποιεί το σκοπό της εργασίας και διαφαίνεται ότι μπορεί να αποτελέσει ένα εύχρηστο εργαλείο αειφόρου σχεδιασμού και αξιολόγησης οικιστικών συνόλων για μηχανικούς και άλλους ενδιαφερόμενους που εμπλέκονται άμεσα ή έμμεσα σε οποιοδήποτε στάδιο της ζωής ενός οικιστικού έργου, όπως κατά το στάδιο του σχεδιασμού, της κατασκευής, της λειτουργίας και της κατεδάφισης του, εφόσον δίνεται η δυνατότητα για αριθμητική έκφραση της αειφορίας του δομημένου περιβάλλοντος μέσα από την αξιολόγηση της κοινωνικής ικανοποίησης, της οικονομικής ανάπτυξης και της περιβαλλοντικής προστασίας. Διατυπώνεται η ελπίδα να αποτελέσει μια χρήσιμη πολυπρισματική μέθοδο για την προεκτίμηση ή την αξιολόγηση της λειτουργίας ενός οικισμού, υπό μελέτη ή υφιστάμενου, κατά τρόπο φιλικό προς το περιβάλλον και την κοινωνία.