Yapılarda yapım süreci çevresel etkisinin azaltılmasına yönelik atık yönetim modeli önerisi

Abstract

Gelişen teknoloji ile birlikte ekonomik ve sosyal değişimlere bağlı olarak günden güne doğaya yabancılaşan insan, doğal döngü içerisinde var olmayan birçok atık üretimine neden olmaktadır. Kentsel alanlarda üretilen atığın önemli bir bölümü yapı endüstrisi kaynaklı olup, yapı endüstrisi kaynaklı atık oluşumu nüfus büyüklüğü ve ekonomik aktivitelerle doğrudan ilişkilidir. Türkiye'de ekonomik değişiklikler ile nüfus artışı, kentleşme, göç gibi sosyal değişiklikler vb. etmenlere bağlı olarak, özellikle son on beş yıl içerisinde yapım faaliyetlerinde önemli oranda artışlar gözlenmiştir. Yapım faaliyetlerindeki bu artışın, ülkemizde oluşan yapım atığı miktarını arttırması kaçınılmazdır. Ülkemizde yıllık yapı endüstrisi kaynaklı atık oluşumu miktarına ilişkin yayınlanmış bir veri bulunmamakla birlikte, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından yapı endüstrisi kaynaklı atık oluşum miktarının 2023 yılı itibariyle 300 milyon tona ulaşacağı öngörülmektedir. Bu bağlamda, Türkiye'de yapı endüstrisi kaynaklı atıklar için sürdürülebilir atık yönetim stratejilerinin geliştirilmesi ve uygulanması konusu, çevresel açıdan günden güne önemini artıran bir konudur. Yapı endüstrisi kaynaklı atıkların yönetimi konusu, ülkemizde henüz gündeme gelen bir konu olarak nitelendirilebilir. Türkiye'de yapı endüstrisi kaynaklı atık oluşumuna ilişkin veri eksikliği araştırmacılar için en önemli kısıtlardan biridir Literatürde yapı endüstrisi kaynaklı atıklar için; "Yapım ve Yıkım Atığı", "Yapısal Atık", İnşaat ve Yıkıntı Atıkları", "Yıkım Atığı", "Tadilat Atığı" olmak üzere çeşitli kavramlar yer almaktadır. Bu kavramların kullanımları, kapsam ve içerikleri araştırmacılar arasında değişkenlik göstermektedir. Tez çalışması kapsamında yapım sürecinde oluşan atığı ifade eden bir kavram olarak Yapım Atığı kavramı kullanılmıştır. Yapım atığının, yıkım vb. atık türleri ile kıyaslandığında, en belirgin özelliği önlenebilir nitelikte olmasıdır. Buna rağmen, yapım atığı konusu genellikle miktarının görece az olması nedeniyle az sayıda araştırmacının dikkatini çekmiştir. Yapım sürecinde belirli bir zamanda az miktarda atık oluşurken, yapım sürelerinin uzun olması ve yapım sürecinin tekrar eden alt süreçlerden oluşması gibi nedenler ile zaman içerisinde oluşan toplam atık miktarı artabilmektedir. Bu durum, kısa vadede yapım atığının görünürlüğünü etkileyen önemli bir etmendir. Yapım süreci doğası gereği, tasarımcı, yüklenici, alt yüklenici, tedarikçi vb. birden fazla aktörün dahil olduğu; arazi ve iklim koşulları, uygulanan projeye özgü farklılıklar, kullanılan yapım tekniği ve araçlar gibi birçok değişkeni bünyesinde barındıran karmaşık bir süreçtir. Tüm bu değişkenlere bağlı olarak yapım sürecinde üretilen atıklar; tür, miktar bitirilmişlik düzeyi vb. (malzeme, bileşen vb.) özelliklere göre çeşitlenmektedir. Tüm bu değişkenlerin yapım süreci atık yönetiminde değerlendirme ve karar verme sürecine nasıl dahil edileceği konusu önemli bir problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Yapım süreci kaynaklı atıkların yönetilmesine ilişkin farklı kuruluşlarca geliştirilmiş literatürde bazı araçlar bulunmaktadır. Ancak sözü geçen araçlar; veritabanlarının üretildiği ülkeye ait yerel verilere (atık oluşum endeksleri ve hacimsel veriler) dayanılarak üretilmiş olması nedeniyle, farklı ülke ve koşullarda kullanılmaları durumunda güvenilir sonuçlar vermemektedir. Ayrıca sözü geçen araçlarda; atıklar genellikle miktar ve tür olarak kayıt altına alınmakta, atıkların boyutsal özellikleri ile atık oluşum nedenlerine ilişkin bilgiler bulunmamakta ve atık oluşumunu etkileyen proje türü, büyüklüğü, yeri, yapım tekniği vb. değişkenler değerlendirmeye alınamamaktadır. Dolayısıyla, projeye özgü değişkenler ile şantiyeye özgü koşulların değerlendirmeye alındığı bir "Yapım Süreci Atık Yönetim Modelinin" geliştirilmesi; atık oluşumunun önlenmesi/azaltılması ile yapım atığının geri kazanımının sağlanarak ve/veya arttırılarak, yapım sürecinin çevresel etkisinin azaltılması açısından önem taşımaktadır. Tez çalışması kapsamında yapım sırasında ortaya çıkan atıkların; önlenmesi/azaltılması, geri kazanımının (yeniden kullanım ve geri dönüşüm) sağlanması/arttırılması ve geri kazanım seçenekleri arasından çevresel açıdan seçim yapılmasının, değerlendirme ve karar verme sürecine yapım süreci değişkenleri, yerel veriler ve literatür verilerinin dahil edilerek, konunun sistematik bir yaklaşımla ele alınmasının sağlanması amaçlanmıştır. Bu bağlamda, yapıların yapım sürecinin çevresel etkisini azaltmaya yönelik bir atık yönetim modeli geliştirilmiştir. Modelin kullanıcıları; şantiyelerde proje müdürü, şantiye şefi, kısım şefleri vb. pozisyonlarda görev alan mimar, inşaat müh. vb. meslek insanları şeklindedir. Modelin, başta doğal kaynak tüketimi ile atık oluşumu (kirlilik) olmak üzere yapım sürecinin çevresel etkisinin azaltılmasında etkin rol oynayacağı kabul edilmektedir. Çevresel açıdan etkin bir atık yönetiminin ortaya konulabilmesi için öncelikle atığın köken, içerik ve özelliklerinin tanımlanması gerekmektedir. Bu bağlamda, Türkiye'de şantiyelerde yapım süreci atık yönetim uygulamalarına (toplama, ayırma, geri dönüşüm, yeniden kullanım vb.) ilişkin verilerin elde edilebilmesi için; nitel araştırmalarda yaygın olarak yararlanılan bir teknik olan yüz yüze görüşme tekniği ile gerekli izinlerin alınabildiği şantiyelerin yerinde incelenmesi yoluyla nitel bir çalışma (alan çalışması) gerçekleştirilmiştir. Tez çalışması 7 Bölümden oluşmaktadır. 1. Bölümde, çalışmanın problemi tanımlanmış, çalışmanın arka planına ilişkin bilgiler sunularak, amaç ve kapsamı açıklanmıştır. 2. Bölümde çalışmaya temel oluşturan kavramlar (Atık Yönetimi, Yapım ve Yıkım Atığı Yönetimi, Yapım Süreci ve Yapım Süreci Atık Yönetimi) açıklanmıştır. 3. Bölümde; Türkiye'deki şantiyelerde yapım süreci atık yönetim uygulamalarına ilişkin verilerin elde edilebilmesi amacıyla gerçekleştirilen alan çalışmasına ait veriler sunulmuştur. 4. Bölümde; değerlendirme ve karar verme ile ilgili genel bilgiler aktarılmış, tez çalışması kapsamında önerilen model kapsamında yararlanılan çok ölçütlü karar verme yöntemlerinden "Analitik Hiyerarşi Prosesi" yöntemi açıklanmıştır. 5. Bölümde; tez çalışması kapsamında geliştirilen "Yapım Süreci Atık Yönetim Modeline (YS-AYM)" ilişkin bilgiler sunulmuştur. Öncelikle, YS-AYM kapsamında kullanılan temel kavramlar açıklanmış ve modelin amaç, kapsam, zorunlulukları ile kabulleri aktarılmıştır. Daha sonra modelin temel akışı sunularak, modelin adımları açıklanmıştır. 6. Bölümde; YS-AYM'nin şantiye ortamında uygulaması gerçekleştirilerek, uygulama sırasında elde edilen sonuçlar ortaya konulmuştur. 7. Bölümde; tez çalışmasına ait sonuçlar ve öneriler aktarılmıştır. Bu bölümde tez çalışması sonuçları, alan çalışması sonuçları ile modele ait bilgiler olarak aşağıda özetlenmiştir. Alan çalışması sonuçlarına göre; yapım süreci devam ederken, projede revizyona gidilmesi ve malzemelerin boyutlandırma amaçlı kesilmesi en etkili atık oluşum nedenleridir. Revizyonlar genellikle kullanıcıların istekleri doğrultusunda yapılmaktadır. Ticari alanlarda genellikle mekânsal değişiklikler (duvar yerlerinin değiştirilmesi vb.) talep edilirken, konut işlevli yapılarda ise ince yapı elemanlarında değişiklik talep edilmektedir. Görece daha az etkili olmak üzere diğer atık oluşum nedenleri; proje kaynaklı hatalar; iş koordinasyonu sorunları ve depolama organizasyonu bozuklukları, malzemelerin işçiler tarafından amacı dışında kullanımı şeklindedir. Ayrıca şantiyelerde yeterli denetimin sağlanmaması; işçilik, montaj ve uygulama hatalarını arttırarak atık oluşumuna neden olmaktadır. Çalışma sonuçlarına göre; •Türkiye'de atık oluşumuna neden olan faktörler (NE) ile atık oluşumunu azaltan faktörler (AF) izlendiği gibi belirlenmiştir: -NE1. Kullanıcı istekleri, -NE2. Malzeme dayanımı düşüklüğü, -NE3. Uygulanan yüzey alanı, -AF1. Projeye özgü ebatlarda sipariş, -AF2.Tasarımda standart ürünlerin kullanımı, -AF3. Şantiyede prototip yapılması, -AF4. Yüklenici firmanın ölçeği •Türkiye'de yer alan şantiyelerde atık yönetimi genellikle atık yönetimi planı çerçevesinde uygulanmamaktadır. •Şantiyelerde mali kazanç, geri dönüşüm veya yeniden kullanım amacının en önemli tetikleyicisidir. Görüşme çalışması sırasında katılımcılar, geri kazanımın sağlanması için geri dönüşüm firmaları ile yükleniciler arasında yeterli iletişim ağı bulunmamasının, geri dönüşüm uygulamaları açısından önemli bir kısıt olduğunu bildirmiştir. •Türkiye'de atıkların toplama-ayırma, depolama ve bertaraf uygulamalarında etkili faktörler; atık miktarı, şantiye olanakları, depolama olanağı, yüklenici firmanın ölçeği şeklindedir. •Türkiye'de atıkların Geri Kazanım Uygulamalarına etki eden faktörler; geri kazanım uygulamalarını Azaltan (AF) ve Arttıran Faktörler (ATF) olarak izlendiği gibi belirlenmiştir: -AF1. Geri dönüşüm firmaları ile bağlantı kurulamaması, -AF2. Atıkların geri kazanım olanakları ile ilgili yeterli derecede bilgi sahibi olunmaması, -ATF1. Atığın Ekonomik Değeri, -ATF2. Yüklenici firmanın vizyonu, -ATF3. Yapım alt süreçleri arası koordinasyonun sağlanması, -ATF4. Şantiyelerde görev yapan teknik personelin geri kazanım konularında farkındalığı ve yaratıcılığı Modele ait bilgiler; YS-AYM, uygulaması yapılacak olan projeye ait elde edilen verilerin model ortamında analiz edilerek, analiz sonuçlarına göre uygun görülen veya belirlenen atık yönetim stratejilerinin şantiye ortamında uygulanması şeklinde bir yaklaşım ortaya koymaktadır. YS-AYM, yapım sırasında ortaya çıkan atıkların önlenmesi/azaltılması, geri kazanımının (yeniden kullanım ve geri dönüşüm) sağlanması/arttırılması ile geri kazanım seçenekleri arasından çevresel açıdan seçim yapılmasını sistematik bir yaklaşımla sağlamaktadır. YS-AYM ayrıca projeye ve şantiyeye özgü değişkenler ile süreç içi değişkenlerin (yapım süreci) dikkate alınmasını sağlayarak, atık yönetim stratejilerinin yerel verilere dayalı olarak belirlenmesini sağlamaktadır. YS-AYM, ayrıca, kullanıcıların yerel verilere dayalı olarak belirlemiş olduğu yapım süreci atık yönetim stratejilerinin şantiye ortamında uygulanmasını sağlayarak, yapım sürecinin çevresel etkisini azaltmaktadır.

Increasing industrial production activities as parallel to the increase in the world population alienate the human to nature and cause various environmental impacts such as the depletion of natural resources, global warming, and waste generation. All these environmental impacts force the human to produce solutions and take measures Construction industry is responsible for an important part of these environmental impacts, such as energy and resource consumption, land use, land deterioration, noise, pollution and waste generation, etc. It is also a major source of urban waste and the most voluminous waste streams generated regularly in urban areas. Increasing construction activities depending on building demand caused by population growth, economic changes and related factors put enormous stress on waste generation in Turkey. It is estimated that the amount of Construction and Demolition (C&D) waste in Turkey will reach 300 million tons by 2023. To take action and set effective waste management strategies for the construction industry induced wastes are gaining importance day by day in environmental burden for Turkey as well as all over the world. Although there is raising interest in environment related topics and waste management issues in Turkey, there are not enough studies about waste issues in construction activities. The lack of data is a prominent obstacle for the researchers in this research area. The use of C&D waste concepts varies among researchers in terms of their scope and content. While some of these studies use "C&D waste" term as a material, some of them use the term for different sub-processes of building production processes such as construction, modification, and demolition, processes. Within the scope of the thesis, the concept of construction waste was used to express the waste generated during the construction process. The most distinctive feature of construction waste compared to construction industry induced waste types is its preventability. However, the issue of construction waste has attracted the attention of a small number of researchers, generally due to its relatively small amount. While a small amount of waste is generated at a certain time during the construction process, the total amount of waste generated over time may increase depending on long construction periods and repetitive sub-processes in the construction process. This situation is an important factor affecting the visibility of construction waste in the short term. There are various actors involving in the construction process such as the designers, contractors, subcontractors, suppliers, etc. And also the construction process includes different variables such as project type, project size, site location, construction technology, and technique, etc. which makes the process complex. Depending on all these variables, the different features such as type and quantity of wastes produced during the construction process vary. The issue of how to include all these variables in the waste management applications (evaluation and decision-making process etc.) is an important problem. There are some currently developed tools to manage construction waste. However, the existing tools do not contain detailed information about the characteristics of construction waste generated on sites. There is no opportunity to include the variables of construction process as project type, size, location, construction technique, etc. in the evaluation process for waste management. Besides, waste estimation tools are generally produced based on local data, and the use of these tools in different countries and conditions does not supply reliable results. Therefore, it is more than an issue to set and implement effective waste management strategies in environmental burden by developing a waste management model for construction process which takes into account different variables of construction processes and local data for Turkey. Addressing these issues, within the scope of the thesis, the Construction Process Waste Management Model (CP-WMM) has been developed to reduce the environmental impact of the construction process in Turkey. CP-WMM: •Prevents/reduces waste, •Supplies and increases waste recovery, •Provides making environmental choices among the recovery options in a systematic way. •Includes construction process variables and local data and literature in the environmental evaluation and decision-making process in a systematic way. CP-WMM is intended to be used by different professionals such as architects, civil engineers, etc. working on different sites. It is accepted that the model will play an active role in reducing the environmental impact of the construction process, especially the consumption of natural resources and waste generation (pollution). To set effective waste management strategies from an environmental perspective, it is necessary to define the different features of waste such as the type and content of waste and generating factors, etc. In this context, an exploratory research was conducted to reveal the construction waste management practices (collection, sorting, recycling, reuse, etc.) on sites in Turkey. The study was conducted through face-to-face interviews and site visits. The results of the study are also used in CP-WMM. The thesis study consists of 7 chapters. The content of the study is as follows; In Chapter 1; the problem of the study is defined, information on the background of the study is presented and the aim and scope of the study are explained. In Chapter 2; waste and waste management terms are explained, and a general overview of the waste types is presented. Construction and demolition waste is detailed, and the information about the construction process and waste management in the construction process are given. In Chapter 3; the case study results carried out by face-to-face interviews and site visits are presented. In Chapter 4; general information about evaluation and decision-making processes is presented, the Analytical Hierarchy Process method which is used within the scope of the proposed model is explained. In Chapter 5; the "Construction Process Waste Management Model" which is developed within the scope of the thesis is presented and explained in detail. In Chapter 6; the application results of CP-WMM on a construction site are given. In Chapter 7; the strengths and weaknesses of CP-WMM are discussed. The results and suggestions are presented. According to the case study results: •The most important causes of the waste on the construction sites are the revisions performed in the projects while the construction activities are in progress and the cutting of the materials for sizing. In the residential projects, the revisions are generally made due to the customer's wishes such as a change in the floor and wall finishing materials and kitchen cupboard, etc. In the offices and commercial spaces, they can be mostly due to the spatial changes causing dismantling and crushing walls. Besides, some architectural project problems can cause revisions as well. The other waste causes which are relatively least effective are project-related errors, work coordination problems (finishing the floor covering before infrastructure work is completed), usage of construction materials for different purposes by workers and storage organization disorders. There are also various waste causing factors on-site which can be grouped as Causing Factors (CF) and Decreasing Factors (DF). oCausing Factors (CF): CF1. User wishes, CF2. Low material resistance, CF3. Applied surface area. oDecreasing Factors (DF): DF1. Project-specific orders (Project sized), DF2. Designing with standard products, DF3. Building in-situ models, DF4.The scale of the contractor. •There is usually no waste management plan on sites, it is usually applied in an unsystematic way. •Economic gain is the most important trigger for recycling and reuse of waste on-sites. Respondents stated that inadequacy in connections (network) with the recycling firms and contractors is an important obstacle for the recovery facilities on-sites. •The affecting factors of collection-sorting, storage, and disposal practices on-sites are quantity of waste, site facilities, storage opportunities, and the scale of the contractor. There are also some affecting factors that may decrease or increase recovery facilities on sites. These can be also grouped as Increasing and Decreasing Factors. oIncreasing Factors (IF): IF1. The economic value of waste, IF2. The vision and strategy of the contractor firm, IF3. Coordination between the sub-processes of construction, IF4. Technical teams' and workers' awareness and creativity about recovery. oDecreasing Factors (DF): DF1. Inadequate connections (network) with the recycling firms and contractors, DF2. Lack of information about recovering potentiality of wastes. CP-WMM proposes an approach of analyzing the data obtained from the project to be implemented in the model environment and applying the waste management strategies, which is determined according to the analysis results, on the construction sites. CP-WMM provides prevention/reduction, recovery (reuse and recycling), and environmental selection of the recovery options in a systematic approach. It also ensures considering the variables of the construction process in the evaluation process, and implementing on-site the waste management strategies determined by users based on local data. Thus, it reduces the environmental impact of the construction process.