Загрязнение среды происходит на протяжении всего цикла строительства: помимо выхлопных газов строительной техники, пылевого загрязнения воздуха, светового загрязнения, большой объём CO2 вырабатывается во время процесса отвердевания бетона. Часто на этапе проекта застройщиками не рассматривается в полном объёме вся полнота влияния строительства на окружающую среду. Причина этого заключается в том, что во многих случаях возведение ведется с нарушениями в вопросах утилизации строительных отходов, хранении строительных материалов, защите плодородного слоя участка.
Однако не только процесс строительства имеет влияние на экологию города, но и дальнейшая эксплуатация объекта. Выбросы загрязнения исходят не только от жильцов здания, но и самих строительных материалов, систем обеспечения комфорта микроклимата помещений.
Решением данной проблемы в мировом опыте являются здания с нулевым выбросом углерода (zero carbon buildings). Цель возведения этих зданий заключается в защите окружающей среды, поскольку они не вырабатывают оксида углерода в процессе эксплуатации, строительства или производства материалов, из которых состоят.
Большинство таких домов строятся по следующим принципам: уменьшение требуемой энергии, использование излишков энергии, уменьшение необходимости в искусственном охлаждении, обеспечение высокоэффективными системами управления микроклиматом и иными системами, в том числе освещения; обеспечение возобновляемыми источниками энергии.
Есть четыре важнейших критерия, определяющих здания с нулевым выбросом углерода: декарбонизация, электрификация, эффективность и цифровизация. Эти четыре тенденции работают в сочетании для сокращения выбросов углекислого газа и снижения общей стоимости строительных работ и вспомогательной инфраструктуры.
Здания могут достичь нулевой углеродной производительности за счет отказа от использования ископаемого топлива для отопления, использования местной и / или внешней возобновляемой энергии, сокращения использования хладагентов с высоким потенциалом глобального потепления и использования низкоуглеродистых, повторно используемых или переработанных материалов в строительстве.
Основные приемы, обеспечивающие нулевой выброс углерода следующие:
1. Новые строительные материалы. Основополагающим фактором, обеспечивающим нулевой выброс углерода, является отказ от наиболее популярных материалов систем ограждения, в том числе минимизация применения бетона. Он используется преимущественно для создания фундамента или несущей оси многоэтажного здания. Широкое применение в представленных проектах получили CLT-панели. CLT может быть переведено как «поперечно-клееная древесина», что указывает на то, что основным материалом таких панелей является дерево. Иногда в CLT-панели внедряют спрессованный утеплитель (древесная вата), что позволяет использовать этот материал до -70 С. Преимуществами этого материала являются: энергоэффективность, простота монтажа, минимальное влияние на экологию на протяжении всего цикла производства и эксплуатации, обеспечение комфорта для человека. Известно уникальное свойство деревянных зданий, контролировать микроклимат внутри в зависимости от сезона.
2. Использование энергии из возобновляемых ресурсов. Наиболее распространенным решением является применение солнечных батарей, однако в зависимости от контекста размещения объекта могут быть применены иные системы (ветряки, термальная энергия).
3. Пассивная энергетика. Поскольку для минимизации потребления электроэнергии необходимо использовать все возможности по отоплению зданий, технологии пассивных зданий становятся незаменимы. Наиболее распространённый приём – поглощение солнечного излучения южными темными фасадами.
4. Полносборные модули. Эта техника может решить сразу же две главные проблемы строительства. Во-первых, модульное строительство всегда имеет более короткий цикл возведения здания, что сокращает негативное влияние на окружающую среду. Во-вторых, в случае, когда на строительную площадку доставляют уже готовые модули, количество строительного мусора значительно сокращается.
5. Повторное использование. Так, например, строительный мусор (например, древесина) может быть использована для внутренней отделки. Этот же принцип может быть использован для самого здания по окончании его периода использования. Древесина (CLT-панели) может быть легко переработана или использована как ресурс для отопления.
6. Отказ от автоматизированных систем вентилирования. Автоматизированные системы требуют дополнительное электричество, поэтому их внедрение нецелесообразно. Предпочтение отдается системам естественного побуждения, а применение «дышащих» материалов сокращает потребность в увеличении воздухообмена.
Один из примеров проектов с нулевым выбросом углерода — жилой дом Kajstaden в Швеции (на фото). Здание является важной вехой в развитии устойчивой архитектуры и эталонным проектом, который показывает, что преобразование в архитектуру, учитывающую климатические условия, возможно. Благодаря исследовательским проектам и активной работы с деревянными конструкциями компания C.F. Møller Architects сосредоточила свое внимание на инновациях, а также на разработке и внедрении в строительство многоэтажных зданий с цельным деревянным каркасом.
Решающее преимущество древесины, в отличие от других строительных материалов, заключается в том, что производственная цепочка для материала производит ограниченное количество выбросов углекислого газа. Вместо этого он является частью замкнутого цикла, где углерод удерживается в каркасе здания. Деревянная жилая башня Kajstaden высотой девять этажей с поднятым с уровня земли первым этажом и верхним этажом в два уровня построена из поперечно-клееной древесины с небольшим добавлением клееного бруса.
На каждом жилом этаже располагает по 3 квартиры: одна 1к квартира и две перекидные 3к квартиры. Отличительной особенностью проекта является наличие на каждом этаже холла общего пользования для жильцов с открытой лоджией. В первом этаже расположены встроенные общественные помещения. На севере от рассматриваемого дома располагается наземный многоуровневый паркинг, рассчитанный на жителей всего квартала.
К этому зданию примыкает торгово-офисный центр. Использование CLT-панелей как материала ограждающих конструкций приводит к воздухонепроницаемости и энергоэффективности дома. Низкий вес материала означает, что на фундамент оказывается меньшее давление. В ходе строительства были использованы монтажные узлы с металлическим креплением, что позволяет легко демонтировать и перерабатывать все элементы здания.
