В условиях глобальных изменений климата и стремления к устойчивому развитию строительная отрасль стала уделять больше внимания экологичности зданий. Сейчас в «зеленом» строительстве объединяются подходы пассивного дизайна, экономики замкнутого цикла и современные технологии. Ожидается, что современные цифровые технологии станут ключевым элементом «зеленого» строительства, который кратно поможет ускорить сокращение выбросов в строительстве. Например, с помощью BIM-моделей и умных систем можно снизить потребление энергии для отопления, вентиляции и кондиционирования на 30−60%. Про эти и другие «зеленые» технологии в строительстве, а также «зеленые» тренды в РФ и мире расскажем в статье.
Почему важно «зеленое» строительство
Согласно отчету ООН, во всем мире фиксируются тревожные рекорды по количеству выбросов CO2 и по росту температуры, что меняет климат и усиливает экстремальные погодные явления. Например, с 2021 по 2022 год глобальные выбросы парниковых газов увеличились на 1,2% и достигли нового рекорда — 57,4 гигатонны CO2. Государства недостаточно активно работают над достижением целей Парижского соглашения по сдерживанию глобального потепления, поэтому мир движется к критическому повышению температуры намного быстрее, чем предполагали ученые.
Доля строительной отрасли в общих мировых выбросах CO2 составляет 42,2%. Для повышения энергоэффективности и достижения углеродной нейтральности необходимо модернизировать 20% существующих зданий по всему миру к 2030 году. «Зеленое» строительство — концепция по снижению отрицательного воздействия на окружающую среду и человека на протяжении всего жизненного цикла здания. Для этого в «зеленом» строительстве используют различные современные технологии: цифровые решения, возобновляемые источники энергии, современные эко-материалы и др. Строительство «зеленых» зданий обходится в среднем на 2% дороже, но они экономят от 14% до 19% эксплуатационных расходов за счет снижения потребления энергии (от 25% до 50%) и воды (от 10% до 40%), снижения затрат на техническое обслуживание (на 12%).
Что происходит с «зеленым» строительством в РФ
В апреле 2024 года эксперты из аудиторско-консалтинговой фирмы Kept провели исследование рынка «зеленого строительства». Согласно отчету, сейчас «зеленые» технологии применяют 50% застройщиков массового жилья, из них 25% собираются увеличить их использование. 30% респондентов намерены использовать «зеленые» технологии в течение ближайших 1−3 лет.
В строительстве «зеленые» технологии активно развиваются и используются в следующих областях:
- жилая недвижимость — рекламный инструмент для привлечения покупателей;
- коммерческая недвижимость — «зеленые» технологии снижают эксплуатационные расходы, если сделать дополнительные вложения на этапе строительства;
- промышленность — улучшение и развитие ESG-принципов (комплекс экологических, социальных и управленческих принципов, направленных на устойчивое развитие бизнеса).
Тренды «зеленого» строительства
В 2023 году на конференции ООН по изменению климата одним из главных вопросов стала декарбонизация строительства. Для достижения этой цели эксперты рекомендуют: сместить фокус на капитальный ремонт существующих зданий вместо нового строительства, переиспользовать ресурсы, использовать вторичные стройматериалы, повышать энергоэффективность зданий, строить с меньшими затратами на ресурсы.
Похожие тенденции прослеживаются и в опросе участников сообщества «зеленого» строительства, проведенном Советом по экологическому строительству США. Большинство опрошенных считают устойчивое развитие главным приоритетом, так как оно соответствует их миссии и помогает им выделиться на рынке. К числу умеренно важных аспектов отнесены: здоровье человека, декарбонизация, энергоэффективность и углеродная нейтральность. Кроме того, энергоэффективность для них оказалась ключевым фактором успеха, то есть «зеленые» здания, которые помогают значительно сократить потребление энергии, считаются успешными. Наиболее эффективными стратегиями для декарбонизации зданий названы принципы пассивного дизайна (использование возобновляемых источников энергии и эффективной теплоизоляции) и энергоэффективное оборудование. Респонденты также выделили использование в строительстве эко-материалов, прочных и неприхотливых в обслуживании материалов; подход экономики замкнутого цикла.
Возобновляемые источники энергии. В «зеленом» строительстве используются: солнечная фотоэлектрическая и солнечная тепловая системы, ветрогенераторы, геотермальные тепловые насосы, энергия биомассы. Эти источники энергии имеют большой потенциал для полного или частичного удовлетворения энергетических потребностей зданий — они снижают выбросы углерода, а также в долгосрочной перспективе помогут снизить эксплуатационные расходы.
Инновационные и вторичные материалы. Умное стекло — стекло, которое меняет прозрачность для регулирования количества света и тепла, поступающих в помещение. Стекло помогает поддерживать постоянную температуру внутри помещений: летом защищает от жары, поэтому кондиционер не нужен, а зимой пропускает много солнца, что позволяет экономить на отоплении.
Низкоуглеродистый бетон, состоящий на 80% из угольной золы без ущерба для характеристик. Прототипы бетонных балок, изготовленных с применением такого типа бетона, отвечают техническим и экологическим стандартам. Это решение помогает снизить потребление обычного портландцемента и эффективно использовать миллионы тонн золы, скапливающейся на угольных электростанциях.
Нулевое потребление энергии и углеродная нейтральность. Здания с нулевым потреблением проектируются так, чтобы производить столько же энергии, сколько они потребляют, а иногда и больше. В строительстве это достигается за счет использования энергоэффективных «зеленых» технологий и возобновляемых источников энергии, которые покрывают 100% потребностей объекта в энергии.
Один из примеров таких объектов — офисное здание фонда устойчивой энергетики в США площадью 1394 кв. м., которое вырабатывает более 130% необходимой ему энергии. По сравнению с аналогичными зданиями, это здание потребляет на 75% меньше энергии.
Высокой энергоэффективности достигли за счет комбинации автоматизированной системы управления зданием с другими решениями:
- правильного использования особенностей ландшафта, учета теней от деревьев и естественного освещения;
- установки фотоэлектрической системы на крыше и светодиодного освещения;
- герметичных ограждающих конструкций здания и повышенной изоляции;
- вентиляции с рекуперацией энергии.
Нормативная база «зеленого» строительства в РФ
Согласно отчету Kept, при строительстве «зеленых» объектов застройщики выполняют все требования стандартов: системы «Клевер» — 30%, ГОСТ Р 54964−2012 — 15%, ГОСТ Р 70346−2022 — 15%, ГОСТ Р 58875−2020 — 10%. Учитывают отдельные требования стандартов: GREENZOOM — 45%, IRIIS — 45%, EcoMaterial — 40%, «Зеленый» офис — 30%. Из международных стандартов 10% застройщиков выполняют все требования BREEAM, по 5% — LEED, WELL и Fitwel.
Система «Клевер» и GREEN ZOOM
«Клевер» действует с 2022 года как отечественный аналог зарубежных стандартов LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) и BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method). Система основана на принципах ESG-подхода; она помогает определить, насколько объект соответствует требованиям эко-строительства и устойчивого развития. В системе есть две методики оценки и сертификации зданий: для объектов нового строительства (New Construction) и для эксплуатируемых объектов (In-Use). В методику для объектов нового строительства входят более 60 критериев, в том числе 8 обязательных и 22 инновационных. Обязательные критерии: энергоэффективность здания, потребление воды для полива территории, экономная сантехника, учет потребления воды с помощью специальных приборов, качество воздуха, искусственное освещение, управление отходами, обучение.
Ключевая особенность методики — гибкий подход к оценке, который обеспечивает альтернативные способы подтверждения соответствия. Так, по каждому из критериев можно выполнить требование стандартов BREEAM, LEED и WELL, и это зачтется в системе «Клевер». Итоговая оценка формируется в зависимости от процента соответствия критериев, после чего выдается соответствующий сертификат: бронза, серебро, золото, платина, бриллиант. В настоящее время сертификат системы «Клевер» получили 39 объектов.
GREEN ZOOM сертификация для новых зданий с отделкой и без отделки, ориентированная на достижение целей устойчивого развития и улучшение комфорта городской среды. Система содержит советы по увеличению энергетической эффективности, водосбережению и экологичности гражданских зданий. В системе 8 разделов, которые охватывают темы: расположение территории и транспортная доступность, экоустойчивость территории, водо- и энергоэффективность, снижение выбросов, эко-материалы и управление отходами, экология зданий, инновации, региональные особенности. Итоговая оценка формируется в зависимости от соблюдения рекомендаций и обязательных требований, после чего выдается соответствующий сертификат: бронзовый, серебряный, золотой, платиновый. В настоящее время сертификат системы GREEN ZOOM получили 104 объекта, 305 зданий.
ГОСТы
ГОСТ Р 54964−2023 «Оценка соответствия. Экологические требования к объектам недвижимости» (заменяет ГОСТ Р 54964−2012). Стандарт устанавливает критерии с минимальными экологическими требованиями к зданиям и сооружениям. Критерии распределены по 11 категориям: эко-менеджмент, инфраструктура, архитектура, комфорт среды, качество санитарной защиты, водо- и энергосбережение, экология объекта, обеспечение безопасной жизнедеятельности, региональное развитие, управление.
ГОСТ Р 70346−2022 «Зеленые стандарты. Здания многоквартирные жилые зеленые». Стандарт оценивает здания по 81 «зеленому» критерию, 37 из которых обязательны к выполнению. Критерии распределены по 10 категориям: архитектура и планировка участка, организация и управление строительством, комфорт и качество внутренней среды, энергоэффективность и атмосфера, рациональное водопользование, материалы и ресурсоэффективность, отходы производства и потребления, экологическая безопасность территории, безопасность эксплуатации здания, инновации устойчивого развития. Итоговая оценка формируется в зависимости от выполнения критериев, после чего определяется рейтинг: «удовлетворительно», «хорошо», «отлично».
ГОСТ Р 58875−2020 «Зеленые стандарты. Озеленяемые и эксплуатируемые крыши зданий и сооружений. Технические и экологические требования». Стандарт устанавливает основные принципы строительства «зеленых» крыш, а также технические и экологические нормы их проектирования.
Цифровые решения в «зеленом» строительстве
Несмотря на то, что 34% крупнейших мировых компаний обязались достичь нулевого уровня выбросов, большинство из них не смогут этого сделать, если вдвое не ускорят сокращение выбросов к 2030 году. Для этого нужно прилагать больше усилий, и самый быстрый путь достижения цели — цифровой подход и использование искусственного интеллекта. В документе, разработанном Всемирным экономическим форумом и консалтинговой компанией Accenture, также рекомендуют инвестировать в цифровые технологии. Здания с возможностью быстрой обработки данных (например, о потреблении энергии и выбросах) и интеллектуальной оптимизацией его внутренних систем станут самыми перспективными. Цифровые двойники также улучшат модель принятия решений и повысят производительность на этапах строительства, эксплуатации и техобслуживания.
BIM-проектирование. BIM превосходит традиционные чертежи, обеспечивая комплексное цифровое представление всех характеристик здания в BIM-модели. Технология BIM позволяет более точно планировать и визуализировать строительные проекты, сокращая количество ошибок и дополнительный расход материалов. BIM-модель помогает принимать обоснованные решения на основе данных, в том числе направленные на улучшения экологических показателей.
Слева — BIM-модель библиотеки, справа — модель естественного освещения и ветрового потока типовой U-образной формы планировки библиотеки.
Источник: BioMed Central
В Китае провели исследование по улучшению экологических показателей библиотеки с помощью BIM. На основе данных BIM-модели исследователи провели анализ здания, выявили проблемные зоны и смоделировали нужные решения для корректировки показателей. В итоге за счет оптимизации здания удалось снизить потребление энергии для отопления, вентиляции и кондиционирования: годовую тепловую нагрузку — на 59,1%, общую годовую охлаждающую нагрузку — на 21,5%.
Умные системы и устройства. Умные датчики для контроля за электроэнергией, водоснабжением, отоплением и другими системами помогают следить за показателями в режиме реального времени, более экономно потреблять ресурсы, сократить расходы на коммунальные услуги и снизить углеродный след.
В Бостонском университете разработали умную систему отопления, вентиляции и кондиционирования, которая определяет количество людей в помещении и на основе этого автоматически регулирует подачу ресурсов. Ожидается, что благодаря этому решению количество энергии, необходимое для эффективного обогрева, охлаждения и вентиляции коммерческих зданий, сократится на 30%. Также благодаря данным о заполняемости система помогает оптимизировать использование пространства в офисах и коммерческих помещениях. Эта информация важна и в других сферах, например, в торговле для определения количества посетителей в разных точках или при возникновении чрезвычайной ситуации.
Источник: Center for Information & Systems Engineering, Boston University
Дроны и БПЛА. Дроны используются для аэросъемки, обследования труднодоступных мест, мониторинга хода строительства и замера показателей. Их можно использовать на разных этапах строительства:
- для предварительного обследования местности, чтобы получить четкое представления обо всей площадке до начала строительства;
- для мониторинга за ходом строительства в режиме реального времени, чтобы сопоставить фактическую реализацию проекта с планом;
- для контроля качества строительно-монтажных работ и др.
Дроны помогают эффективнее управлять командой, отслеживать реальный прогресс, быстрее завершать проекты и экономить ресурсы.
Источник: Identified Technologies
О том, какие цифровые и «зеленые» технологии уже используют в строительстве в РФ и за рубежом и как они помогают сэкономить бизнесу — читайте в статье Примеры «зеленого» строительства в России и за рубежом.
Выводы
- Эксперты из аудиторско-консалтинговой фирмы Kept рекомендуют компаниям стройотрасли сконцентрироваться на существенном снижении выбросов, повышении эксплуатационных качеств зданий, увеличении использования возобновляемых источников энергии и уменьшении неравенства в доступе к жилищной и энергетической инфраструктуре. Применение принципов и современных технологий «зеленого» строительства может способствовать решению этих проблем.
- Цифровизация занимает все более центральное место в строительстве «зеленых» зданий. Цифровой подход и применение искусственного интеллекта — самый быстрый способ достижения углеродной нейтральности. Эксперты из консалтинговой компании Accenture рекомендуют инвестировать в цифровые технологии; в современном мире наиболее перспективными «зелеными» технологиями в строительстве станут здания с возможностью быстрой обработки данных и интеллектуальной оптимизацией внутренних систем.
- В среднем «зеленые» здания экономят от 14% до 19% эксплуатационных расходов за счет снижения потребления энергии, воды и снижения затрат на техническое обслуживание. В статье рассказали, как облачная платформа ЦУС помогла сэкономить бумагу и время заказчику и генподрядчику при строительстве, а в другой статье — про дата-центр, которому удалось снизить эксплуатационные расходы от 20 млн руб./год за счет эко-решений: Примеры «зеленого» строительства в России и за рубежом.
- В долгосрочной перспективе «зеленые» здания помогут сохранить ресурсы для будущих поколений и создать устойчивую городскую среду. Также «зеленые» здания способствуют повышению качества жизни населения за счет здоровых жилых и рабочих пространств, стимулируют развитие местной экономики и способствуют внедрению инноваций в эко-строительстве. Компании, использующие принципы «зеленого» строительства, показывают свою заботу об экологии, что улучшает их репутацию и укрепляет доверие потребителей и партнеров.
