В прошлый раз писала про тренды строительства
и из поста развилась дискуссия с @five.grupp, на тему экологичности
материалов. Потому сегодня рассказываю, как я продвинулась в этой теме
дальше, в чем удалось разобраться и что узнать.
В последние годы на просторах интернета активно (в связи с короной и
текущими политическими событями менее активно, но все же) идут
обсуждения того, насколько критично наше экологическое положение. В
регионе, где расположены мои ключевые проекты, большее количество голосов в парламенте у зеленых и политика строительства потому соответствующая.
Начав разбираться в теме, я поняла, почему общество так неоднозначно, и
даже весьма негативно, реагирует на попытки зеленых, сделать, в целом,
хорошее дело: заставить людей задуматься или позаботиться о нашей
планете. Я долго пыталась найти информацию, доступную для понимания
человеку, не обладающему научной степенью по теме, пробивалась через
нормы, и ссылки в нормах на другие нормы, но по ощущениям разобралась
только в маленькой части всей это горы понятий, которые определяют устойчивое строительство.
Во время поисков сложилось впечатление, что все статьи по теме написаны
по типу: «нет времени объяснять! Просто используй вот этот супер-дорогущий-био-экологичный материал и не задавай лишних вопросов»
Сегодня оставим в стороне все остальное и поговорим исключительно об экологии.
Основные экологические цели в Германии закреплены в руководстве опубликованном Министерством транспорта, строительства и городского развития. Это – защита природных ресурсов и защита экосистемы.
Для оценки степени их выполнения были введены определенные параметры.
Например, для оценки первой цели – защиты природных ресурсов – используют следующие критерии:
Использование абиотических ресурсов и невозобновляемых источников энергии. Т.е, использование невозобновляемых, ограниченных в природе запасов сырья оценивается негативно, в то время как использование регенеративных источников энергии на стадиях строительства и эксплуатации и возобновляемых или переработанных ресурсов, наоборот, поощряется.
Землепользование – минимизация запечатывания почвы и меры по вскрытию
уже запечатанных участков приносят «+» пункты. Компактное строительство,
сокращает процент застройки и повышает процент озеленения, снижает
потребность в ресурсах при строительстве и затраты на энергию при
эксплуатации.
Потребление питьевой воды и объем сточных вод (охрана водных объектов).
Использование материалов с высокой водопропускной способностью в
благоустройстве, сбор и использование дождевых вод – все это так же
позитивно сказывается на проекте.
Из личного опыта могу лишь добавить, что внедрение возобновляемых
ресурсов и источников энергии проводится преимущественно путем ценовой
политики. Цены на материалы и их транспорт растут, потому все больше и
больше заказчиков и архитекторов стараются обращаться к производителям и
строительным фирмам своего региона.
Компактность проекта тоже чаще обусловлена высокими стоимостями участков, строительства и эксплуатации, чем личными экологическими побуждениями заказчиков. В то же время, государство внедряет большое количество программ финансирования на строительство и модернизацию зданий до определенного энергетического стандарта. Например, более дешевые кредитные ставки или разовое финансирование модернизации отдельных частей здания – начиная с замены окон и утеплителя, и заканчивая установкой солнечных панелей, заменой устаревших маслянных и газовых систем отполения. Количество запечатаных (застроенных, замощеных и заасфальтированных) поверхностей учитывается уже при получении разрешения на строительства, а позже оказывает свое влияние на комунальные платежи за сбор и отведение дождевых вод с участка. Все чаще заказчики задумываются об устройстве на участке подземных или надземных резервуаров для сбора дождевых вод и применении их в дальнейшем для полива – экономия не только платы за водоотведение, но и за водоснабжение.
Для оценки второй цели – защита экосистемы – были введены количественные критерии, которыми можно охарактеризовать как отдельный материал, так и систему в целом:
- Потенциал глобального потепления (Global-Warming-Potential; GWP) - Проблема "глобального потепления"
- Потенциал истощения озонового слоя (Ozone Depletion Potential; ODP) - Проблема "озоновых дыр"
- Потенциал образования озона (Photochemical Oxidant Creation Potential; POCP) - Проблема "летнего смога",
- Потенциал подкисления (Acidification Potential; AP) - Проблема окисления почвы и воды, а также осадков.
- Потенциал эвтрофикации (Eutrophication Potential; EP) - Проблема перенасыщения водоемов, подземных вод и почвы биогенными элементами.
В конечном итоге, все эти компоненты качественно или количественно
являются базисными для экобалансирования, важнейшей и наиболее наглядной
частью которого является оценка жизненного цикла (cradle-to-grave; Life
Cycle Assessment - LCA), нормированного DIN EN ISO 14040/14044.
В рамках экобаланса в первую очередь определяются границы системы, а
затем этапы жизненного цикла и количественные показатели для каждого
производственного шага. Эти результаты обобщаются для отдельных
строительных продуктов и вносятся в экологические декларации (EPD -
Environmental Product Declaration). А также публикуются в общую базу
данных Ökobaudat.
Вот так выглядит стандартная таблица с этими значениями для конкретного
материала – бетон С20/25. Углубимся чуть дальше на примере одного из
основных критериев: потенциал глобального потепления
(Global-Warming-Potential; GWP)
Для оценки используется усредненный показатель значения GWP100, то есть вклад вещества в парниковый эффект за 100 лет.
Когда мы говорим об изменении климата, мы часто склонны сосредотачиваться на выбросах двуокиси углерода (CO2) — основного парникового газа,
образующегося в результате сжигания ископаемого топлива, промышленного
производства и землепользования. Однако CO2 — не единственный парниковый
газ, вызывающий изменение климата. Есть много других газов, которые
вносят значительный вклад в глобальное потепление. Все они количественно
оцениваются вместе в единой метрике, называемой эквивалентом CO2 или CO2e.
Не все газы в атмосфере вызывают глобальное потепление или делают это
одинаково. Озон, например, полезен для атмосферы, потому что защищает
нас от солнечных ультрафиолетовых лучей. Поскольку каждый парниковый газ
уникален, каждый из них имеет свой собственный GWP.
Чем ниже значение эквивалента CO2, тем меньше потенциальное воздействие
на глобальное потепление и связанные с ним экологические последствия.
При расчете GWP системы учитываются все материалы, содержание которых в
системе превышает 1% или единичные затраты энергии составляют свыше 1%
затрат энергии системы. Сумма неучитываемых материлов не должна
превышать 5% массы, энергии или общего GWP системы.
На основе всех этих показателей можно оценить наиболее «вредные» жизненные циклы каждго конкретного материала.
В производстве бетона С20/25 это, например, производство цемента (синяя
часть графика), добыча/производство(красная часть) и транспортировка
сырья (желтая часть).
Оценка результатов оценки жизненного цикла пустотелого кирпича
показывает, что воздействие на окружающую среду напрямую зависит от
потребления энергии в процессе производства на заводе и связанные с ним
выбросы в результате процесса обжига (Зеленая и фиолетовая части –
производственные процессы с расходом электричества и природного газа).
Упаковка и транспортировка играют очень незначительную роль.
В качестве эксперимента в рамках исследовательского проекта
при сотрудничестве Мюнхенского технического института B&O-Gruppe
возвели 3 идентичных здания из легкого бетона, дерева и кирпича. Они
исследовали различные параметры энергоэффективного и простого
строительства - взаимодействие пространства, технологий, материалов и
конструкции, принципы построения здания с простой и надежной
конструкцией, а также строительные технологии с учетом их воздействия на
окружающую среду и стоимость.
Предварительные исследования жизненного цикла проводились в рамках бакалаврской диссертации (Brandstetter 2019). На основе базы данных ÖKOBAUDAT 2019-III (29.05.2019) были определены средние по Германии показатели по материалам, а затем их воздействия на окружающую среду были экстраполированы на жизненный цикл в 100 лет на1 квадратный метр полезной площади. Были рассмотрены затраты ресурсов первичной энергии, возобновляемых и невозобновляемых источников энергии, а также вредное воздействие на окружающую среду и GWP.
На графике видно, что здание из легкого бетона (зеленый график) достигло
самого высокого значения GWP в течение жизненного цикла (A1-3, B4,
C1-4), а самое низкое — у здания из цельного дерева (красный график).
Легкий бетон содержит много минеральных добавок, которые обеспечивают
более высокую прочность и лучшие изоляционные свойства. Этим объясняются
более высокие значения CO2 - на 27,8% выше по сравнению со зданием из
дерева. При этом ключевую роль играют наружные стены и потолки, за ними
следует крыша, плита перекрытия/подконструкция и внутренние стены.
Компоненты трех зданий различались в основном внутренними и внешними
стенами.
Сравнение со стандартным зданием (ST) с потенциалом глобального потепления = 5,01 кг CO2e/год*м2,
каменное здание = 3,93 кг CO2e/год*м2
здание из цельного дерева = 3,13 кг CO2e/год*м2
здание из легкого бетона = 4,00 кг CO2e/год*м2
Такие рассчеты выполняются специализированными фирмами, как архитектору мне не приходится обычно иметь дело с подобной документацией. На сегодняшний день только в двух моих проектах потребовалось составлять отчет о вмешательстве в биотоп и компенсационных мерах, но надо сказать, что это проекты «государственного» значения и не последнюю роль там сыграла политика региона. В сфере индивидуального жилищного строительства ситуация наверняка не такая напряженная (... скоро узнаем в деталях :).
Пока что город только в рекомендательной форме советует применять экологичные материалы, но специфика проектов часто позволяет этих рекомендаций не придерживаться. Тем не менее, тенденция такая, что с каждым годом требований становится все больше, а энергетическая и климатическая политика ужесточается.
P.S. Для личного удобства хранения моих постов завожу телеграм-канал по теме строительства и архитектуры в немецких реалиях и принимаю Ваши "заявки" на интересные темы.
