Sustainability assessment model of mass housing's interior rehabilitation. Economic, environmental, and social impacts of interior rehabilitation scenarios in Iranian MHs. The case of Ekbatan, Tehran, Iran

Abstract

The construction of mass housings (MHs) solved high demands for housing in urban areas in the 1960s and 1970s worldwide. After decades of continuous use and inadequate maintenance, these MHs have been censured due to their several social, economic, and environmental negative impacts. The mentioned MH’s deficiencies require MH interior rehabilitation. In Iran, this rehabilitation is currently based mainly on traditional and conventional construction technologies and techniques, most of which neither follow sustainability requirements nor contemporary building standards. In this regard, selection of proper MHs’ interior rehabilitation procedures, from a sustainability point of view, is a crucial issue that faces several challenges since this is a multidisciplinary and multi-criteria process. To overcome this challenge, several studies applied different building sustainability assessment (BSA) methods and tools. Most BSAs have various shortfalls such as (i) lacking a holistic approach, (ii) neglecting the involved stakeholders’ satisfaction, and (iii) employing some predefined sustainability indicators some of which are not relevant or applicable for all projects. These BSA’s shortfalls lead numerous researchers to develop individual models based on MCDM methods to fulfill their projects’ objectives. The present thesis aims to develop a novel MCDM model based on the MIVES and Delphi methods for holistic sustainability assessment of interior rehabilitation of MHs. This MIVES-Delphi model relies on a comprehensive literature review, seminars composed by experts, on-site surveying, LCA, BIM, user- and expert-based questionnaires, bias reduction, and sensitivity analysis. The model was first applied to the Ekbatan MH case study, which is the largest MH in Iran. Moreover, the author has applied this novel model to assess the sustainability of four different interior rehabilitation scenarios, including three common rehabilitation scenarios plus an innovative one. Consequently, the new model has been validated and the most sustainable rehabilitation scenario has been selected. This validation proves that the developed model can objectively quantify the holistic sustainability assessment of interior rehabilitation in MHs in Iran by considering the involved stakeholders’ preferences. Additionally, this model has flexibility, adaptability, and applicability for any type of interior rehabilitation procedure in MHs in different geographical contexts as well as different construction phases including design, construction, and rehabilitation. The specific results regarding the rehabilitation scenarios’ evaluation disclosed that none of the studied three common conventional rehabilitation scenarios could either meet the minimum sustainability target value or serve as proper solutions for interior rehabilitation. On the other hand, the fourth scenario, with a global sustainability index of 0.71, could meet the standard minimum target. This proves a possibility for innovative rehabilitation processes to have positive effects on increasing the sustainability performance in MH buildings. This thesis aims to contribute to moving forward to more sustainable rehabilitation techniques for interior rehabilitation in MHs as well as moving towards more sustainable architecture and construction. Moreover, this thesis opens up opportunities for future research perspectives that could be (i) adaptation and implementation of the developed model to other MHs beyond Tehran in order to consolidate and strengthen the proposed model, and (ii) combination of the developed model with Fuzzy logic to reach a superior methodology.

La construcción de vivienda masiva (VM) resolvió las grandes demandas de vivienda en las zonas urbanas de los años sesenta y setenta en todo el mundo. Tras décadas de uso continuado y un mantenimiento inadecuado, esta VM ha sido mayoritariamente censurada por sus impactos negativos sociales, económicos y ambientales. Estas deficiencias citadas de los VMs piden la rehabilitación interior de los VM. En Irán esta rehabilitación se basa actualmente principalmente en tecnologías y técnicas de construcción tradicionales y convencionales, la mayoría de las cuales no siguen los requisitos de sostenibilidad ni los estándares de construcción contemporáneos. En este sentido, selección de los procedimientos adecuados de rehabilitación interior de los VM, desde el punto de vista de la sostenibilidad, es un tema crucial que se enfrenta a varios retos, puesto que se trata de un proceso multidisciplinar y multicriterio. Para superar este reto, varios estudios han aplicado distintos métodos y herramientas de evaluación de la sostenibilidad del edificio (BSA). La mayoría de BSA tienen varios déficits, como (i) carencia de un enfoque holístico, (ii) descuidar la satisfacción de las partes interesadas implicadas y (iii) utilizar algunos indicadores de sostenibilidad predefinidos, algunos de los cuales no son relevantes ni aplicables a todos los proyectos. Estas carencias de los BSA llevan a numerosos investigadores a desarrollar modelos individuales basados en métodos de MCDM. Esta tesis pretende desarrollar un nuevo modelo MCDM basado en los métodos MIVES y Delphi para la evaluación holística de la sostenibilidad de la rehabilitación interior de VM. Este modelo MIVES-Delphi se basa en una revisión exhaustiva de la literatura, encuestas in situ, BIM, cuestionarios basados en usuarios y expertos, reducción de sesgos y análisis de sensibilidad. El modelo se aplicó por primera vez al caso de estudio de VM de Ekbatan, que es el mayor VM de Irán. Además, el autor ha aplicado este nuevo modelo para evaluar la sostenibilidad de cuatro escenarios distintos de rehabilitación interior, incluidos tres escenarios de rehabilitación comunes más un innovador. En consecuencia, se ha validado el nuevo modelo y seleccionado el escenario de rehabilitación más sostenible. Esta validación demuestra que el modelo desarrollado puede cuantificar objetivamente la evaluación holística de sostenibilidad de la rehabilitación de interiores en VM en Irán, teniendo en cuenta las preferencias de las partes interesadas implicadas. Además, este modelo tiene flexibilidad, adaptabilidad y aplicabilidad para cualquier tipo de de rehabilitación de interiores en VM en distintos contextos geográficos. Los resultados específicos sobre la evaluación de los escenarios de rehabilitación revelaron que ninguno de los tres escenarios de rehabilitación convencionales comunes estudiados podía alcanzar el valor mínimo del objetivo de sostenibilidad ni servir como soluciones adecuadas para la rehabilitación interior. Por su parte, el cuarto escenario, con un índice de sostenibilidad global de 0,71, podría cumplir el objetivo mínimo estándar. Esto ofrece la posibilidad de que los procesos de rehabilitación innovadores tengan efectos positivos en el aumento del rendimiento de sostenibilidad en los edificios de VM. Esta tesis tiene por objetivo contribuir a avanzar hacia técnicas de rehabilitación más sostenibles para la rehabilitación de interiores en VM. Además, esta tesis abre oportunidades para futuras perspectivas de investigación que podrían ser (i) la adaptación e implementación del modelo desarrollado a otros VM más allá de Teherán para consolidar y reforzar el modelo propuesto, y (ii) la combinación del modelo desarrollado con lógica Fuzzy para alcanzar una mayor metodología

La construcció d'habitatge massiu (HM) va resoldre les grans demandes d'habitatge a les zones urbanes dels anys seixanta i setanta a tot el món. Després de dècades d'ús continuat i un manteniment inadequat, aquest HM ha estat majoritàriament censurat pels seus diversos impactes negatius socials, econòmics i ambientals. Per exemple, enquestes i estudis recents van revelar que la majoria dels HMs provoquen un alt consum d'energia, emissions de CO2 i costos de manteniment. Així mateix, els HMs presenten condicions interiors que no responen adequadament a les necessitats actuals dels seus ocupants. Aquestes deficiències esmentades dels HMs demanen la rehabilitació interior dels HM. A l'Iran, aquesta rehabilitació es basa actualment principalment en tecnologies i tècniques de construcció tradicionals i convencionals, la majoria de les quals no segueixen els requisits de sostenibilitat ni els estàndards de construcció contemporanis. En aquest sentit, l'avaluació i selecció dels procediments adequats de rehabilitació interior dels HM, des del punt de vista de la sostenibilitat, és un tema crucial que s'enfronta a diversos reptes, ja que es tracta d'un procés multidisciplinari i multicriteri. Per superar aquest repte, diversos estudis i investigacions existents han aplicat diferents mètodes i eines d'avaluació de la sostenibilitat de l'edifici (BSA). La majoria de BSA tenen diversos dèficits, com ara (i) manca d'un enfocament holístic, (ii) descuidar la satisfacció de les parts interessades implicades, (iii) limitar-se a un context regional específic i (iv) emprar alguns indicadors de sostenibilitat predefinits, alguns dels quals no són adequats, rellevants ni aplicables a tots els projectes. Aquestes mancances dels BSA porten a nombrosos investigadors a desenvolupar models individuals basats en mètodes de presa de decisions multicriteri (MCDM) per assolir els objectius dels seus projectes. La present tesi pretén desenvolupar un nou model MCDM basat en els mètodes MIVES i Delphi per a l'avaluació holística de la sostenibilitat de la rehabilitació interior de HM. Aquest model MIVES-Delphi es basa en una revisió exhaustiva de la literatura, seminaris formats per experts, enquestes in situ, BIM, qüestionaris basats en usuaris i experts, reducció de biaixos i anàlisi de sensibilitat. El model es va aplicar per primera vegada al cas d'estudi d’HM d'Ekbatan, que és l’HM més gran de l'Iran. A més a més, l'autor ha aplicat aquest nou model per avaluar la sostenibilitat de quatre escenaris diferents de rehabilitació interior, inclosos tres escenaris de rehabilitació comuns més un innovador. En conseqüència, s'ha validat el nou model i s'ha seleccionat l'escenari de rehabilitació més sostenible. Tot el procediment ha estat dissenyat per garantir la transparència, objectivitat i robustesa dels seus resultats. Aquesta validació demostra que el model desenvolupat pot quantificar objectivament l'avaluació holística de sostenibilitat de la rehabilitació d'interiors en HM a l'Iran, tenint en compte les preferències de les parts interessades implicades. A més a més, aquest model té flexibilitat, adaptabilitat i aplicabilitat per a qualsevol tipus de procediment de rehabilitació d'interiors en HM en diferents contextos geogràfics, així com diferents fases de construcció, incloent el disseny, la construcció i la rehabilitació. Els resultats específics sobre l'avaluació dels escenaris de rehabilitació van revelar que cap dels tres escenaris de rehabilitació convencionals comuns estudiats no podia assolir el valor mínim de l'objectiu de sostenibilitat ni servir com a solucions adequades per a la rehabilitació interior. D'altra banda, el quart escenari, amb un índex de sostenibilitat global de 0,71, podria complir l'objectiu mínim estàndard. Això ofereix la possibilitat que els processos de rehabilitació innovadors tinguin efectes positius en l'augment del rendiment de sostenibilitat als edificis d’HM. Aquesta tesi té com a objectiu contribuir a avançar cap a tècniques de rehabilitació més sostenibles per a la rehabilitació d'interiors en HM, així com avançar cap a una arquitectura i construcció més sostenibles. A més a més, aquesta tesi obre oportunitats per a futures perspectives de recerca que podrien ser (i) l'adaptació i implementació del model desenvolupat a altres HM més enllà de Teheran per tal de consolidar i reforçar el model proposat, i (ii) la combinació del model desenvolupat amb lògica Fuzzy per arribar a una metodologia superior.