Устойчивое проектирование зданий: глобальная перспектива

Необходимость срочного решения проблем изменения климата и истощения ресурсов вывела устойчивое проектирование зданий на передний план строительной отрасли во всем мире. Создание зданий, которые минимизируют воздействие на окружающую среду, улучшают благосостояние жильцов и способствуют оздоровлению планеты, — это уже не нишевый тренд, а фундаментальная ответственность. В этом всеобъемлющем руководстве рассматриваются ключевые принципы, практики и технологии, лежащие в основе движения к устойчивому проектированию зданий, и предлагается глобальный взгляд на создание более жизнестойкой и экологически сознательной застроенной среды.

Что такое устойчивое проектирование зданий

Устойчивое проектирование зданий, также известное как «зеленое» строительство или экологичная архитектура, представляет собой целостный подход к планированию, проектированию, строительству, эксплуатации и обслуживанию зданий. Его цель — минимизировать негативное воздействие на окружающую среду на протяжении всего жизненного цикла здания, одновременно максимизируя положительный вклад в окружающую среду и общество. Это включает в себя учет таких факторов, как энергоэффективность, водосбережение, выбор материалов, качество внутренней среды, сокращение отходов и воздействие на участок.

Ключевые принципы устойчивого проектирования зданий включают:

• Эффективное использование ресурсов: Минимизация использования природных ресурсов, включая энергию, воду и сырье.
• Защита окружающей среды: Сокращение загрязнения, отходов и разрушения среды обитания.
• Здоровье и благополучие: Создание здоровой и комфортной внутренней среды для жильцов.
• Долговечность и адаптируемость: Проектирование зданий, которые являются долговечными, адаптируемыми к меняющимся потребностям и устойчивыми к воздействию окружающей среды.
• Оценка жизненного цикла: Оценка воздействия здания на окружающую среду на протяжении всего его жизненного цикла, от добычи материалов до сноса.

Сертификация и стандарты «зеленого» строительства

Во всем мире появилось несколько программ сертификации и стандартов «зеленого» строительства, чтобы обеспечить основу для оценки и признания практик устойчивого строительства. Эти сертификаты служат ориентиром для оценки эксплуатационных характеристик зданий и указывают путь к достижению целей устойчивого развития. Некоторые из наиболее широко признанных сертификатов включают:

LEED (Лидерство в энергетическом и экологическом проектировании)

LEED, разработанный Советом по «зеленому» строительству США (USGBC), является одной из самых широко используемых систем оценки «зеленых» зданий в мире. Он охватывает различные аспекты устойчивого проектирования и строительства, включая энерго- и водоэффективность, выбор материалов, качество внутренней среды и устойчивость участка. Проектам LEED присуждаются баллы в зависимости от их показателей в этих категориях, что приводит к различным уровням сертификации (Certified, Silver, Gold и Platinum). LEED широко используется в Северной Америке и все чаще в других частях мира.

Пример: Проект реконструкции Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке получил сертификат LEED Gold благодаря внедрению энергоэффективных обновлений и практик устойчивой эксплуатации.

BREEAM (Метод экологической оценки от Building Research Establishment)

BREEAM, разработанный Строительным исследовательским институтом (BRE) в Великобритании, является первой в мире системой оценки «зеленых» зданий. Он оценивает широкий спектр экологических и социальных воздействий, включая использование энергии и воды, здоровье и благополучие, загрязнение, транспорт, материалы, отходы, экологию и процессы управления. BREEAM широко используется в Европе и других регионах, предлагая комплексную основу для устойчивого проектирования зданий.

Пример: The Crystal в Лондоне, инициатива Siemens в области устойчивых городов, получил рейтинг BREEAM Outstanding благодаря своему инновационному дизайну и устойчивым технологиям.

Passivhaus (Пассивный дом)

Passivhaus — это стандарт, основанный на эксплуатационных характеристиках, который фокусируется на достижении сверхнизкого энергопотребления за счет стратегий пассивного проектирования. Здания, сертифицированные по стандарту Passivhaus, требуют минимального отопления и охлаждения, что приводит к значительной экономии энергии. Ключевые особенности зданий Passivhaus включают высокий уровень изоляции, герметичную конструкцию, высокоэффективные окна и двери, а также эффективные системы вентиляции. Стандарт Passivhaus распространен в Европе и набирает популярность во всем мире.

Пример: Пассивный дом в Дармштадте-Краньихштайне в Германии, одно из первых зданий стандарта Passivhaus, демонстрирует возможность достижения сверхнизкого энергопотребления с помощью принципов пассивного проектирования.

Green Star

Green Star, разработанный Советом по «зеленому» строительству Австралии (GBCA), представляет собой комплексную систему оценки, которая анализирует воздействие зданий на окружающую среду по различным категориям, включая управление, качество внутренней среды, энергию, транспорт, воду, материалы, землепользование и экологию, а также выбросы. Он широко используется в Австралии и предлагает индивидуальный подход к решению конкретных экологических проблем региона.

Пример: Здание Pixel в Мельбурне, Австралия, получило высший балл по системе Green Star благодаря своим инновационным решениям в области устойчивого проектирования, включая углеродно-нейтральную производительность и замкнутый цикл управления водными ресурсами.

CASBEE (Комплексная система оценки эффективности застроенной среды)

CASBEE — это японский метод оценки и классификации экологических характеристик зданий. Он учитывает различные факторы, включая энергоэффективность, сохранение ресурсов, сокращение загрязнения и качество внутренней среды. CASBEE предоставляет комплексную основу для оценки устойчивости зданий в Японии и других азиатских странах.

Пример: Международный зал префектуры Фукуока ACROS в Японии включает в себя террасную зеленую крышу, которая органично вписывается в окружающий парк, улучшая биоразнообразие и снижая воздействие здания на окружающую среду.

Устойчивые строительные материалы и методы строительства

Выбор устойчивых строительных материалов и внедрение экологически чистых методов строительства имеют решающее значение для снижения воздействия зданий на окружающую среду. Устойчивые материалы, как правило, являются возобновляемыми, переработанными или местного происхождения, и они имеют низкий уровень скрытой энергии. Устойчивые методы строительства минимизируют отходы, сокращают загрязнение и способствуют эффективному использованию ресурсов.

Примеры устойчивых строительных материалов включают:

• Переработанные материалы: Использование переработанного сырья в бетоне, стали, стекле и других строительных материалах снижает потребность в первичных ресурсах и минимизирует отходы.
• Возобновляемые материалы: Использование таких материалов, как бамбук, древесина из устойчиво управляемых лесов и соломенные блоки, способствует использованию возобновляемых ресурсов.
• Материалы местного происхождения: Закупка материалов у местных поставщиков сокращает выбросы от транспортировки и поддерживает местную экономику.
• Материалы с низким содержанием ЛОС: Выбор материалов с низким или нулевым содержанием летучих органических соединений (ЛОС) улучшает качество воздуха в помещениях и снижает риски для здоровья.
• Вторично используемые материалы: Повторное использование материалов из снесенных зданий или других источников сокращает количество отходов и сохраняет скрытую энергию.

Устойчивые методы строительства включают:

• Сборное строительство: Изготовление строительных компонентов вне строительной площадки в контролируемых условиях сокращает количество отходов, улучшает контроль качества и ускоряет сроки строительства.
• Демонтаж с разборкой: Аккуратная разборка зданий вместо их сноса позволяет восстанавливать и повторно использовать ценные материалы.
• Управление отходами: Внедрение эффективных практик управления отходами во время строительства сокращает количество отходов на свалках и способствует переработке.
• Сохранение воды: Минимизация использования воды во время строительства за счет эффективных практик, таких как борьба с пылью и уход за бетоном.
• Контроль эрозии и отложений: Применение мер по предотвращению эрозии почвы и стока осадков во время строительства защищает качество воды и минимизирует ущерб окружающей среде.

Стратегии энергоэффективности

Энергоэффективность является краеугольным камнем устойчивого проектирования зданий, поскольку на здания приходится значительная часть мирового потребления энергии и выбросов парниковых газов. Внедрение энергоэффективных стратегий может кардинально снизить воздействие здания на окружающую среду и сократить эксплуатационные расходы.

Ключевые стратегии энергоэффективности включают:

• Пассивное проектирование: Использование природных элементов, таких как солнечный свет, ветер и растительность, для минимизации потребности в механическом отоплении, охлаждении и освещении. Это включает оптимизацию ориентации здания, затенения и естественной вентиляции.
• Высокоэффективная изоляция: Установка высокоэффективной изоляции в стенах, крышах и полах снижает потери тепла зимой и приток тепла летом, минимизируя потребление энергии на отопление и охлаждение.
• Эффективные окна и двери: Использование энергоэффективных окон и дверей с низкоэмиссионными (low-E) покрытиями и утепленными рамами снижает теплопередачу и улучшает тепловой комфорт.
• Эффективные системы ОВиК: Установка высокоэффективных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВиК) снижает потребление энергии и улучшает качество воздуха в помещениях.
• Системы возобновляемой энергии: Интеграция систем возобновляемой энергии, таких как солнечные фотоэлектрические (PV) панели, солнечные водонагреватели и геотермальные тепловые насосы, обеспечивает чистую энергию и снижает зависимость от ископаемого топлива.
• Технологии «умного» здания: Использование технологий «умного» здания, таких как автоматизированное управление освещением, датчики присутствия и системы управления энергопотреблением, оптимизирует использование энергии и повышает производительность здания.

Меры по сохранению водных ресурсов

Дефицит воды является растущей глобальной проблемой, и устойчивое проектирование зданий играет решающую роль в сохранении водных ресурсов. Внедрение мер по сохранению воды может значительно сократить водный след здания и способствовать более устойчивому будущему в области водопользования.

Ключевые меры по сохранению водных ресурсов включают:

• Водосберегающие сантехнические приборы и бытовая техника: Установка унитазов, кранов, душевых леек с низким расходом воды и водосберегающей бытовой техники снижает потребление воды без ущерба для производительности.
• Сбор дождевой воды: Сбор дождевой воды с крыш и других поверхностей для непитьевых нужд, таких как полив и смыв в туалетах, снижает зависимость от муниципальных систем водоснабжения.
• Переработка «серой» воды: Очистка и повторное использование «серой» воды (сточные воды из душей, раковин и прачечных) для непитьевых нужд сокращает потребление воды и сброс сточных вод.
• Эффективные системы полива: Использование капельного орошения, микроразбрызгивателей и других водосберегающих систем полива минимизирует расход воды на ландшафтный дизайн.
• Ксерискейпинг: Проектирование ландшафтов с засухоустойчивыми растениями и минимальным количеством газона сокращает потребление воды на полив.

Качество внутренней среды (IEQ)

Качество внутренней среды (IEQ) относится к условиям внутри здания, которые влияют на здоровье, комфорт и производительность жильцов. Устойчивое проектирование зданий отдает приоритет IEQ, создавая здоровую и комфортную внутреннюю среду с хорошим качеством воздуха, достаточным освещением и комфортными температурными условиями.

Ключевые стратегии IEQ включают:

• Вентиляция: Обеспечение адекватной вентиляции свежим наружным воздухом разбавляет внутренние загрязнители и улучшает качество воздуха.
• Естественное освещение: Максимальное использование естественного дневного света снижает потребность в искусственном освещении и улучшает зрительный комфорт.
• Материалы с низким содержанием ЛОС: Использование материалов с низким или нулевым содержанием ЛОС снижает загрязнение воздуха в помещениях и риски для здоровья.
• Акустический контроль: Применение мер по контролю уровня шума улучшает акустический комфорт и снижает отвлекающие факторы.
• Тепловой комфорт: Проектирование с учетом комфортных уровней температуры и влажности повышает благосостояние и производительность жильцов.
• Биофильный дизайн: Включение природных элементов, таких как растения, естественный свет и виды на природу, в дизайн здания способствует благополучию и снижает стресс.

Примеры устойчивых зданий по всему миру

Многочисленные примеры устойчивых зданий по всему миру демонстрируют осуществимость и преимущества «зеленого» проектирования. Эти проекты демонстрируют инновационные подходы к энергоэффективности, сохранению водных ресурсов, выбору материалов и качеству внутренней среды.

• The Edge (Амстердам, Нидерланды): Это офисное здание считается одним из самых устойчивых зданий в мире. Оно оснащено рядом инновационных технологий, включая солнечные панели, геотермальное хранилище энергии и систему управления «умным» зданием, которая оптимизирует использование энергии и комфорт жильцов.
• The Bullitt Center (Сиэтл, США): Это офисное здание спроектировано так, чтобы быть энерго- и водо-позитивным, что означает, что оно производит больше энергии и собирает больше воды, чем потребляет. В нем установлены солнечные панели, система сбора дождевой воды, компостирующие туалеты и зеленая крыша.
• Bosco Verticale (Милан, Италия): Этот жилой комплекс состоит из двух башен, покрытых вертикальными лесами, которые помогают снизить загрязнение воздуха, улучшить биоразнообразие и регулировать температуру в здании.
• Gardens by the Bay (Сингапур): Этот городской парк включает в себя «Супердеревья» — вертикальные сады, которые действуют как генераторы солнечной энергии и сборщики дождевой воды. В парке также используются энергоэффективные системы охлаждения и устойчивые методы ландшафтного дизайна.
• Всемирный торговый центр в Бахрейне (Манама, Бахрейн): Это знаковое здание имеет три ветряные турбины, интегрированные в его конструкцию, которые генерируют возобновляемую энергию и снижают углеродный след здания.

Будущее устойчивого проектирования зданий

Устойчивое проектирование зданий — это развивающаяся область, в которой постоянно появляются новые технологии и практики. Будущее устойчивого проектирования зданий, вероятно, будет определяться несколькими ключевыми тенденциями, в том числе:

• Здания с нулевым потреблением энергии: Здания, которые производят столько же энергии, сколько потребляют, обычно за счет возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая.
• Здания с нулевым потреблением воды: Здания, которые собирают и очищают всю свою воду на месте, снижая зависимость от муниципальных систем водоснабжения.
• Углеродно-нейтральные здания: Здания, которые компенсируют свои выбросы углерода с помощью различных стратегий, таких как улавливание углерода и покупка углеродных кредитов.
• Принципы циркулярной экономики: Проектирование зданий для разборки и повторного использования, содействие использованию переработанных материалов и минимизация отходов.
• Биофильный дизайн: Интеграция природных элементов в дизайн здания для содействия благополучию жильцов и связи с природой.
• Технологии «умного» здания: Использование передовых датчиков, анализа данных и автоматизации для оптимизации производительности здания и комфорта жильцов.

Заключение

Устойчивое проектирование зданий имеет важное значение для создания более жизнестойкой, справедливой и экологически ответственной застроенной среды. Применяя устойчивые практики, мы можем снизить негативное воздействие зданий на окружающую среду, улучшить благосостояние жильцов и способствовать оздоровлению планеты. Сертификация «зеленых» зданий, выбор материалов, стратегии энергоэффективности и меры по сохранению водных ресурсов имеют решающее значение для достижения целей устойчивого развития. По мере развития технологий и роста осведомленности будущее устойчивого проектирования зданий открывает огромный потенциал для создания поистине устойчивого и процветающего мира для будущих поколений.