ENHANCING THE SUSTAINABILITY OF THE BUILDING SECTOR IN SAUDI ARABIA: A SYSTEM DYNAMICS APPROACH TOWARDS MATERIALS SELECTION. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Master Thesis - Zahwa Moustafa.pdf Restricted to Repository staff only until 29 June 2026. Download (5MB)

Arabic Abstract

يواجه قطاع البناء في المملكة العربية السعودية ضغوطًا متزايدة للتماشي مع الأهداف الوطنية للاستدامة، لا سيما تلك التي نصت عليها رؤية 2030. وتعمل هذه الدراسة على تطوير إطار شامل قائم على نموذج ديناميكيات النُظم لتقييم الأداء المستدام طويل المدى للمواد البديلة المستخدمة في البناء. تقوم الدراسة بتقييم المواد المستخدمة في أنظمة الجدران والهياكل والأسقف من خلال مؤشرات رئيسية تشمل: التكلفة الكلية خلال دورة الحياة، مؤشر الصحة والسلامة، النفايات المرسلة إلى المدافن، المواد القابلة لإعادة التدوير، وإجمالي النفايات الناتجة، وذلك على مدى عمر افتراضي للمبنى يبلغ 50 عامًا. وباستخدام منهجية النمذجة الديناميكية، تُحاكي الدراسة السلوك الزمني والمفاضلات بين الأبعاد البيئية والاقتصادية والاجتماعية لكل نوع من المواد. أظهرت النتائج أن المواد الحيوية – مثل قش القمح في أنظمة الجدران، والخيزران الهيكلي في الإطارات، والأسطح الخضراء المزروعة – تفوقت من حيث مؤشرات الصحة والبيئة، على الرغم من أن بعضها ينطوي على تكاليف ابتدائية أو طويلة المدى أعلى. في المقابل، أظهرت مواد مثل الخرسانة الخلوية المعالجة بالبخار، والفولاذ الهيكلي، والألواح المعزولة المركبة أداءً استداميًا أقل، نتيجة لارتفاع الطاقة الكامنة فيها، ومحدودية قابليتها لإعادة التدوير، وارتفاع تكلفتها خلال دورة الحياة. وتؤكد الدراسة على فاعلية استخدام ديناميكيات النُظم في فهم تعقيدات اختيار المواد المستدامة، وتدعم دمج مثل هذه الأدوات في عمليات تخطيط البناء وتطوير السياسات ذات الصلة.

English Abstract

The construction sector in the Kingdom of Saudi Arabia faces increasing pressure to align with national sustainability objectives, particularly those outlined in Vision 2030. This study develops a comprehensive system dynamics-based framework to assess the long-term sustainability performance of alternative building materials. The research evaluates materials used in wall, frame, and roof systems through key indicators, including life cycle cost (LCC), health and safety index, landfill waste, recyclable material, and total waste generation, over a 50-year building lifespan. Using a dynamic modeling approach, the study simulates the temporal behavior and trade-offs among environmental, economic, and social dimensions for each material type. The results demonstrate that bio-based materials—such as straw bale for wall systems, structural bamboo for frames, and vegetated green roofs—outperform materials in terms of health and environmental metrics, although some incur higher initial or long-term costs. In contrast, materials like autoclaved aerated concrete, structural steel, and insulated sandwich panels exhibited lower sustainability performance due to high embodied energy, limited recyclability, and greater life cycle costs. The study emphasizes the effectiveness of system dynamics in capturing the complexity of sustainable material selection and supports the integration of such tools into construction planning and policy development.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Environmental Architectural Construction Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Architectural Engineering and Construction Management
Committee Advisor:	Luqman, Muhammad
Committee Members:	Wuni, Ibrahim and Zami, Mohammad
Depositing User:	ZAHWA MOUSTAFA (g202216260)
Date Deposited:	01 Jul 2025 06:21
Last Modified:	01 Jul 2025 06:21
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143589