Μεθοδολογία επιλογής και αξιολόγηση υλικών χρήσης σε σχολικές μονάδες

Abstract

This doctoral dissertation aims at: a) developing an original research tool and conducting research on the opinions of school users in regards to the school built environment, sustainable construction and the selection and use in schools of materials that are friendly to the environment and human health, with a focus construction on construction products, and b) developing and applying an original methodology for criteria-based selection and assessment of construction products for use in schools, so that, amongst alternative solutions, the selected solution is that which is most environmentally-friendly, whilst incorporating into the assessment procedure findings from the school research as school users’ input data that expresses their opinions in the decision-making. In Part A΄ of the dissertation, there is a review of research literature on the effect of school facilities on the educational process and the performance and well-being of school users, and on the development of “sustainable schools” and related issues. The development and the administration of the Panhellenic survey of school spaces, materials and environment-comfort conditions in secondary schools and perceptions, stances and attitudes of pupils, teachers, principals and parents towards sustainable construction and the selection and use of materials in schools that are friendly to the environment and human health (Pa.E.S.X.A.K.Y.) is presented. Four original questionnaires were developed, respectively for: pupils, teachers, principals and parents/guardians. The survey was conducted in a representative sample of 170 public day-functioning Lower Secondary Schools (Gymnasia) and General Upper Secondary Schools (Genika Lykeia) and Vocational Upper Secondary Schools (Epaggelmatika Lykeia) obtained through stratified random sampling from each of the 13 Regions of the country. 167 school principals, 342 teachers, 905 pupils and 822 parents participated. SPSS was used for descriptive and inferential statistical analysis, for investigating variables’ independence and for conducting Analysis of Variance and Principal Components Analysis. Part Β΄ of the dissertation concerns the design and application of an original methodology for criteria-based selection and assessment of construction products for use in schools, which combines: a) Comparison of alternative solutions’ Environmental Product Declarations (EPDs) issued according to the same European standard, EN 15804, with Life-Cycle Analysis, b) Utilization of the Analytic Hierarchy Process as the multi-criteria decision-making method and c) Appropriation of Pa.E.S.X.A.K.Y. questions as comparison criteria of EPDs, and use of calculated criteria weights, representing the four user groups’ participation in decision making. With the methodology, the most environmentally-friendly solution is selected, and alternative solutions are ranked. The methodology was applied for stone wool products intended for thermal and sound insulation in: a) an internal wall between two standard school classrooms (assessment of four stone wool insulation products), and b) internal wall between two studios for individual piano or other musical instrument lessons in the context of a Music School (assessment of four stone wool insulation products). For application b), a review and investigation was made of design and functional principles and the influence of acoustical and other parameters of studios on piano and instrumental teaching. Microsoft Excel spreadsheets were used for both applications of the selection methodology and both decisions were investigated. Additionally, weights were calculated for other environmental issues, based on Pa.E.S.X.A.K.Y. results, for use in decision-making. Discussion is carried out of the results of the Pa.E.S.X.A.K.Y. survey as well as the applications of the selection methodology of materials (stone wool products). Through the Pa.E.S.X.A.K.Y. survey, it is primarily ascertained that: the questionnaires functioned very well as research instruments, most results can be generalized for the statistical population and a body of evidence-data on a nation-wide level has been produced regarding the issues under study. All four user groups rate their school and most environmental parameters as being medium or good. With numerous variables, statistically significant differences were found in the opinions between user groups, and in general pupils are more critical of school conditions than the other user groups. It was also ascertained that quite a few parameters are not independent of certain factors regarding users, e.g. sex, but also the facility, e.g. school building age et al. Most school users think that issues regarding sustainable construction of schools and the selection and use in school of materials that are environmentally friendly and human health friendly, are extremely important or very important, as well as that special measures and criteria in this direction should be utilized and that the school community should participate in planning and selecting ‘ecological solutions’ for school facilities. The main conclusions reached, in regards to the material selection methodology developed, are that the Analytic Hierarchy Process (AHP) with the specific five-level hierarchy structure devised, in conjunction with the comparison of the EN 15804-based Environmental Product Declarations (EPD’s) of alternative solutions for stone wool insulating products and the use of Pa.E.S.X.A.K.Y. survey results constitute a methodology that assesses and selects with consistency construction products under comparison. The methodology incorporates users’ opinions for the selection of the most amongst environmentally-friendly stone wool product for thermal and acoustic insulation in internal walls between school classrooms, and resulted in selecting the best solution as well as ranking the other alternative solutions, in regards to the central goal. The methodology’s consistency is ascertained in both applications, in the first of which comparison is made of the environmental performance of the four products as estimated in their EPD’s with Life-Cycle Assessment based on the Production Stage (A1-A2-A3). In the 2nd application, comparison is made of the environmental performance of the two products as estimated in their EPD’s with Life-Cycle Assessment based on the Production Stage (A1-A2-A3) and Module C2 (Transport) and Module C4 (Disposal) of the End-of-Life Stage. Directions are pointed out for further investigation and utilization of the present research findings and conclusions.

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι: α) η ανάπτυξη πρωτότυπου ερευνητικού εγαλείου και η διερεύνηση απόψεων των χρηστών των σχολικών μονάδων για το σχολικό χώρο, την αειφόρο κατασκευή και την επιλογή και χρήση υλικών στα σχολεία φιλικών στο περιβάλλον και την υγεία του ανθρώπου, με εστίαση στα προϊόντα δομικών κατασκευών, και β) η ανάπτυξη και η εφαμογή πρωτότυπης μεθοδολογίας επιλογής και αξιολόγησης προϊόντων δομικών κατασκευών για χρήση σε σχολεία, ώστε μεταξύ εναλλακτικών λύσεων να επιλέγεται η περισσότερο φιλική προς το περιβάλλον, και στην αξιολογική διαδικασία να εισάγονται ευρήματα της προαναφερόμενης έρευνας στα σχολεία που εκφράζουν τη γνώμη των χρηστών στη λήψη απόφασης. Στο Μέρος Α΄ της διατριβής, γίνεται βιβλιογραφική επισκόπηση για την επίδραση του σχολικού χώρου στην εκπαιδευτική διαδικασία και την απόδοση και την ευεξία των χρηστών και για την ανάπτυξη του «αειφόρου σχολείου» και σχετικών ζητημάτων. Αναπύσσεται η μεθοδολογία σχεδιασμού και υλοποίησης της έρευνας με τίτλο: Πανελλαδική Έρευνα για το Σχολικό Χώρο, τα υλικά και τις συνθήκες περιβαλλοντικής άνεσης σε σχολικές μονάδες δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης και τις αντιλήψεις, στάσεις και απόψεις μαθητών, εκπαιδευτικών, διευθυντών και γονέων για την Αειφόρο Κατασκευή και την επιλογή και χρήση Υλικών στα σχολεία φιλικών προς το περιβάλλον και την υγεία του ανθρώπου (Πα.Ε.Σ.Χ.Α.Κ.Υ.). Αναπτύχθηκαν τέσσερα πρωτότυπα ερωτηματολόγια, αντίστοιχα για μαθητές, εκπαιδευτικοί, διευθυντές και γονείς/κηδεμόνες. Η έρευνα διεξήχθη σε 170 δημόσια ημερήσια Γυμνάσια, Γενικά Λύκεια και Επαγγελματικά Λύκεια με τυχαία κατά στρώματα δειγματοληψία από κάθε μία από τις 13 Περιφέρειες της χώρας. Συμμετείχαν 167 Διευθυντές, 342 εκπαιδευτικοί, 905 μαθητές και 822 γονείς-κηδεμόνες. Με λογισμικό SPSS, έγινε ανάλυση περιγραφικής και επαγωγικής στατιστικής, διερεύνηση ανεξαρτησίας μεταβλητών, Ανάλυση Διακύμανσης και Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών. Στο Μέρος Β΄ της διατριβής παρουσιάζεται ο σχεδιασμός και η εφαρμογή πρωτότυπης μεθοδολογίας επιλογής προϊόντων δομικών κατασκευών για χρήση σε σχολεία, η οποία συνδυάζει: α) Σύγκριση των Περιβαλλοντικών Δηλώσεων Προϊόντων (Π.Δ.Π.) των εναλλακτικών λύσεων που έχουν εξαχθεί βάσει του ίδιου ευρωπαϊκού πρότυπου ΕΝ 15084 με Aνάλυση Kύκλου Zωής, β) Χρήση της Αναλυτικής Ιεραρχικής Διαδικασίας ως μεθόδου πολυκριτηριακής ανάλυσης και γ) Αξιοποίηση ερωτημάτων της Πα.Ε.Σ.Χ.Α.Κ.Υ. ως τα κριτήρια σύγκρισης των Π.Δ.Π. και χρήση σχετικών υπολογισμένων συντελεστών βαρύτητας ως συμμετοχή των ομάδων-χρηστών των σχολείων στη λήψη απόφασης. Με τη μεθοδολογία επιλέγεται η περισσότερο φιλική στο περιβάλλον εναλλακτική λύση προϊόντος και κατατάσσονται οι υπόλοιπες. Η μεθοδολογία εφαρμόστηκε σε προϊόντα πετροβάμβακα προορισμένα να λειτουργήσουν ως θερμομονωτικό και ηχομονωτικό υλικό: α) σε εσωτερική τοιχοποιία μεταξύ δύο συμβατικών σχολικών αιθουσών διδασκαλίας (αξιολόγηση τεσσάρων εναλλακτικών λύσεων), και β) σε εσωτερική τοιχοποιία μεταξύ δύο αιθουσών ατομικής διδασκαλίας πιάνου ή άλλου μουσικού οργάνου (στούντιο) Μουσικού Σχολείου (αξιολόγηση δύο εναλλακτικών λύσεων). Για τη β) εφαρμογή έγινε επισκόπηση και διερεύνηση των σχεδιαστικών και λειτουργικών απαιτήσεων των στούντιο και της επίδρασης της ακουστικής και άλλων παραμέτρων της αίθουσας στη διδασκαλία πιάνου και μουσικών οργάνων. Χρησιμοποιήθηκε υπολογιστικό φύλλο Excel για τις δύο εφαρμογές της μεθοδολογίας επιλογής και έγινε διερεύνηση των δύο αποφάσεων επιλογής. Επίσης, υπολογίστηκαν συντελεστές βαρύτητας για άλλα περιβαλλοντικά ζητήματα, βάσει αποτελεσμάτων της Πα.Ε.Σ.Χ.Α.Κ.Υ., για χρήση σε άλλες λήψεις αποφάσεων. Γίνεται συζήτηση των αποτελεσμάτων τόσο της Πα.Ε.Σ.Χ.Α.Κ.Υ. όσο και των εφαρμογών της μεθοδολογίας επιλογής υλικών (προϊόντων πετροβάμβακα). Οι κυριότερες διαπιστώσεις από τη διεξαγωγή της Πα.Ε.Σ.Χ.Α.Κ.Υ. είναι ότι: τα ερωτηματολόγια λειτούργησαν πολύ ικανοποιητικά ως ερευνητικά εργαλεία, τα περισσότερα αποτελέσματα είναι γενικεύσιμα στο στατιστικό πληθυσμό και συγκροτείται σύνολο τεκμηρίων-δεδομένων σε πανελλαδική κλίμακα για τα διερευνούμενα ζητήματα. Και οι τέσσερις ομάδες χρηστών αξιολογούν την ποιότητα των σχολείων τους και τις περισσότερες διερευνούμενες περιβαλλοντικές παραμέτρους, ως μέτριες ή καλές. Σε αρκετές μεταβλητές εντοπίστηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές στις απόψεις μεταξύ ομάδων και οι μαθητές είναι περισσότερο επικριτικοί των συνθηκών του σχολικού χώρου από τις υπόλοιπες ομάδες. Επίσης βρέθηκαν ότι οι απόψεις για αρκετές παραμέτρους, δεν είναι ανεξάρτητες από παράγοντες που αφορούν τους χρήστες, π.χ. φύλο, αλλά και το σχολείο, όπως παλαιότητά του κ.ά. Η πλειονότητα των χρηστών των σχολικών κτιρίων δίνει πάρα πολύ σημασία ή πολύ σημασία στην αειφόρο κατασκευή των σχολείων και την επιλογή των κατάλληλων υλικών, στη θέσπιση ειδικότερων μέτρων γι΄ αυτή και στη συμμετοχή της σχολικής κοινότητας στην επιλογή οικολογικών λύσεων για το σχολικό χώρο. Τα κυριότερα συμπεράσματα από την ανάπτυξη της μεθοδολογίας επιλογής υλικών είναι ότι η Αναλυτική Ιεραρχική Διαδικασία (ΑΙΔ) με τη συγκεκριμένη δομή ιεραρχίας πέντε επιπέδων σε συνδυασμό με τις Περιβαλλοντικές Δηλώσεις Προϊόντων (ΠΔΠ) των συγκρινόμενων λύσεων πετροβάμβακα βάσει του πρότυπου ΕΝ 15804 και με τα στατιστικά μέτρα της Πα.Ε.Σ.Χ.Α.Κ.Υ., συγκροτούν μεθοδολογία που αξιολογεί και επιλέγει με συνέπεια συγκρινόμενα προϊόντα δομικών κατασκευών. Η μεθοδολογία ενσωματώνει τις γνώμες χρηστών για την επιλογή του πιο φιλικού στο περιβάλλον πετροβάμβακα ως θερμομονωτικό και ηχομονωτικό υλικό σε εσωτερική διαχωριστική τοιχοποιΐα ανάμεσα σε σχολικές αίθουσες και ανέδειξε τόσο την προτιμότερη εναλλακτική λύση όσο και κατέταξε τις υπόλοιπες λύσεις ως προς το ζητούμενο στόχο. Η συνέπεια της μεθοδολογίας αφορά τόσο την α΄ εφαρμογή, με σύγκριση των περιβαλλοντικών επιδόσεων των 4 προϊόντων πετροβάμβακα κατά το Στάδιο Παραγωγής τους (Α1- Α2- Α3) σύμφωνα με την Ανάλυση Κύκλου Ζωής των ΠΔΠ τους, όσο τη β΄εφαρμογή με σύγκριση των περιβαλλοντικών επιδόσεων των 2 προϊόντων στο Στάδιο Παραγωγής τους (Α1-Α2-Α3), την Ενότητα Μεταφοράς (C2) και την Ενότητα Απόρριψης (C4) του Σταδίου τέλους κύκλου ζωής, σύμφωνα με τις ΠΔΠ τους. Επισημαίνονται κατευθύνσεις για περαιτέρω έρευνα ή αξιοποίηση των ευρημάτων και συμπερασμάτων της παρούσας διατριβής.