The life cycle assessment of smart sustainable cities

Introduction.

The problem of the life cycle-based assessment of cities (LC), involving systems of indicators for a smart sustainable city, is relevant. The objectives of the study include the review and analysis of existing LC-based methods in construction, housing and utilities sector (HUS), the review and analysis of systems of indicators, evaluation frameworks, benchmarking systems that exist both in the format of standards and are proposed as research developments, the review of the software used for the assessment of the LC of facilities in construction and HUS, the review of open-access databases for the LC assessment of construction and HUS, drafting a thematic plan for the training course “Life Cycle Assessment for Sustainable Cities”.

Materials and methods.

Research articles in indexed journals, standards, guidelines, and specifications were used. The search was performed using the following databases: eLIBRARY.RU, Google Scholar, Scopus, ScienceDirect, ISI Web of Knowledge, researchgate.net, standards.ru, iso.org, shop.bsigroup.com. The key words, used to search for the information, include life cycle assessment (LCA), smart sustainable cities, city assessment, sustainability assessment, environmental assessment, environmental impact, sustainability indicators, construction, housing and utilities sector (HUS).

Results.

A sample thematic plan for the training course titled “The life cycle assessment of sustainable cities” was developed on the basis of the analysis of the sources and the systematization of the information thus obtained.

Conclusions.

The research and its results show that the problem of LC-based assessment of cities, involving the use of indicator systems for smart sustainable cities, has many solutions. The goal, which was to accumulate, analyze and use the information in the training course, has been achieved. Of particular practical interest are the LCA software tools available in construction and HUS. Of great importance for the LCA are open-access databases focused on construction and HUS.

1. Калинина А. В., Петроченко М. В. Комплексный подход к оценке жизненного цикла строительства на стадии проектирования с применением программных комплексов // Строительство: наука и образование. 2022. Т. 12. № 1. С. 88-100. DOI: 10.22227/2305-5502.2022.1.7

2. Бобылев С. Н., Кудрявцева О. В., Соловьева С. В. Индикаторы устойчивого развития для городов // Экономика региона. 2014. № 3 (39). С. 101-110. DOI: 10.17059/2014-3-9

3. Акимова О. Е., Волков С. К., Кузлаева И. М. Концепция «умный устойчивый город»: система показателей для оценки уровня региональной устойчивости и адаптивности регионального развития // Региональная экономика: теория и практика. 2020. Т. 18. № 12 (483). С. 2354-2390. DOI: 10.24891/re.18.12.2354

4. Huovila A., Bosch P., Airaksinen M. Comparative analysis of standardized indicators for Smart sustainable cities: What indicators and standards to use and when? // Cities. 2019. Vol. 89. Pp. 141-153. DOI: 10.1016/j.cities.2019.01.029

5. Albertí J., Balaguera A., Brodhag C., Fullana-i-Palmer P. Towards life cycle sustainability assessment of cities. A review of background knowledge // Science of the Total Environment. 2017. Vol. 609. Pp. 1049-1063. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.07.179

6. Mori K., Christodoulou A. Review of sustainability indices and indicators: Towards a new City Sustainability Index (CSI) // Environmental Impact Assessment Review. 2012. Vol. 32. Issue 1. Pp. 94-106. DOI: 10.1016/j.eiar.2011.06.001

7. Zellner M. L., Theis T. L., Karunanithi A. T., Garmestani A. S., Cabezas H. A new framework for urban sustainability assessments: Linking complexity, information and policy // Computers, Environment and Urban Systems. 2008. Vol. 32. Pp. 474-488. DOI: 10.1016/j.compenvurbsys.2008.08.003

8. Trigaux D., Allacker K., Debacker W. Environmental benchmarks for buildings: a critical literature review // The International Journal of Life Cycle Assessment. 2021. Vol. 26. Issue 1. Pp. 1-21. DOI: 10.1007/s11367-020-01840-7

9. Намиот Д. Е. О стандартах Умного Города // Информационное общество. 2017. № 2. С. 45-52.

10. Намиот Д. Е., Шнепс-Шнеппе М. А. Об отечественных стандартах для умного города // International Journal of Open Information Technologies. 2016. Т. 4. № 7. С. 32-37.

11. Швец И. Ю., Швец Ю. Ю., Чиж-Гвязда Эва. Оценка устойчивого инновационного развития региона // Вестник Ассоциации вузов туризма и сервиса. 2015. Т. 9. № 1. С. 14-21. DOI: 10.12737/7938

12. Акимова О. Е., Волков С. К., Хрысева А. А. Концепция «умный город»: эволюция, элементы и форма реализации // Теоретическая экономика. 2020. № 6 (66). С. 55-63.

13. Акимова О. Е., Волков С. К., Кузлаева И. М., Кожухова М. Т. Реализация концепции «умный город» в регионах России: опыт Волгоградской области // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Экономика. 2021. № 3. С. 44-54. DOI: 10.24143/2073-5537-2021-3-44-54

14. Акимова О. Е., Волков С. К., Симонов А. Б. Переход к концепции «умный город» в регионах ЮФО: корреляционная матрица показателей умного устойчивого города // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Гуманитарные науки. 2021. Т. 14. № 12. С. 1885-1897. DOI: 10.17516/1997-1370-0867

15. Акимова О. Е., Волков С. К., Кетько Н. В., Симонов А. Б., Черноиванова В. В. Переход к концепции «умный город» в регионах Южного федерального округа на основе когнитивного моделирования // Региональная экономика: теория и практика. 2022. Т. 20. № 4 (499). С. 696-723. DOI: 10.24891/re.20.4.696

16. Новиков И. В. Роль МСЭ в стандартизации умных устойчивых городов // Вестник Московского университета им. С. Ю. Витте. Серия 1: Экономика и управление. 2016. № 3 (18). С. 74-79. DOI: 10.21777/2307-6135-2016-3-74-79

17. Куприяновский В. П., Уткин Н. А., Николаев Д. Е., Ярцев Д. И., Синягов С. А., Намиот Д. Е. О локализации британских стандартов для Умного Города // International Journal of Open Information Technologies. 2016. Т. 4. № 7. С. 13-21.

18. Заиканов В. Г., Минакова Т. Б., Булдакова Е. В. Экологические оценки и «геоэкологический след» на урбанизированных территориях (зарубежный и отечественный опыт) // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2020. № 4. С. 82-94. DOI: 10.31857/S0869780920040098

19. Кайсарова В. П., Кайсаров А. А. Концепции развития и оценка устойчивости крупнейшего города в России (на примере Санкт-Петербурга) // Региональная экономика и развитие территорий : сб. науч. статей. 2021. С. 60-70. DOI: 10.52897/978-5-8088-1636-7-2021-15-1-60-70

20. Порфирьев Б. Н., Бобылев С. Н. Города и мегаполисы: проблема дефиниций и индикаторы устойчивого развития // Проблемы прогнозирования. 2018. № 2 (167). С. 14-23.

21. Овсянникова Т. Ю., Николаенко М. Н. Индикативный подход в управлении устойчивым развитием урбосистем // Недвижимость: экономика, управление. 2016. № 4. С. 51-56.

22. Шукуров И. С. Методика расчета интегрального градостроительного показателя, характеризующего развитие территорий жилой застройки // Недвижимость: экономика, управление. 2014. № 1-2. С. 43-47.

23. Бобылев С. Н., Порфирьев Б. Н. Устойчивое развитие крупнейших городов и мегаполисов: фактор экосистемных услуг // Вестник Московского университета. Серия 6: Экономика. 2016. № 6. С. 3-21.

24. Азаров В. Н., Меняйлова Р. А., Елфимов К. А. Информационное обеспечение принятия экологически безопасных решений по управлению жизненным циклом строительных объектов на основе BIM-технологий // Актуальные проблемы и перспективы развития строительного комплекса : сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф. 2019. С. 314-324.

25. Chujo A., Rawakubo S., Deguchi K. Changes in resilience in major Japanese cities over a 20-year period // Недвижимость: экономика, управление. 2018. № 1. С. 77-81.

26. Del Borghi A. LCA and communication: Environmental Product Declaration // The International Journal of Life Cycle Assessment. 2013. Vol. 18. Issue 2. Pp. 293-295. DOI: 10.1007/s11367-012-0513-9

27. Ahvenniemi H., Huovila A., Pinto-Seppä I., Airaksinen M. What are the differences between sustainable and smart cities? // Cities. 2017. Vol. 60. Pp. 234-245. DOI: 10.1016/j.cities.2016.09.009

28. Ahvenniemi H., Huovila A. How do cities promote urban sustainability and smartness? An evaluation of the city strategies of six largest Finnish cities // Environment, Development and Sustainability. 2021. Vol. 23. Issue 3. Pp. 4174-4200. DOI: 10.1007/s10668-020-00765-3

29. Ntafalias A., Papadopoulos G., Papadopoulos P., Huovila A. A comprehensive methodology for assessing the impact of Smart City interventions: Evidence from Espoo Transformation Process // Smart Cities. 2022. Vol. 5. Issue 1. Pp. 90-107. DOI: 10.3390/smartcities5010006

30. Cabeza L. F., Rincón L., Vilariño V., Péreza G., Castella A. Life cycle assessment (LCA) and life cycle energy analysis (LCEA) of buildings and the building sector: A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2014. Vol. 29. Pp. 394-416. DOI: 10.1016/j.rser.2013.08.037

31. Albertí J., Brodhag C., Fullana-i-Palmer P. First steps in life cycle assessments of cities with a sustainability perspective: A proposal for goal, function, functional unit, and reference flow // Science of The Total Environment. 2019. Vol. 646. Pp. 1516-1527. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.07.377

32. Lotteau M., Loubet Ph., Pousse M., Dufrasnes E., Sonnemann G. Critical review of life cycle assessment (LCA) for the built environment at the neighborhood scale // Building and Environment. 2015. Vol. 93. Pp. 165-178. DOI: 10.1016/j.buildenv.2015.06.029

33. Trigaux D., Allacker K., Debacker W. Critical analysis of environmental benchmarks for buildings // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 323. Issue 1. P. 012031. DOI: 10.1088/1755-1315/323/1/012031

34. Soust-Verdaguer B., García Martínez A., Llatas C., Gómez de Cózar J. C., Allacker K., Trigaux D. et al. Implications of using systematic decomposition structures to organize building LCA information: A comparative analysis of national standards and guidelines- IEA EBC ANNEX 72 // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 588. Issue 2. P. 022008. DOI: 10.1088/1755-1315/588/2/022008

35. Cohen M. A systematic review of urban sustainability assessment literature // Sustainability. 2017. Vol. 9. Issue 11. P. 2048. DOI: 10.3390/su9112048