Строительство из переработанных материалов: Глобальное руководство по превращению отходов в строительство

Строительная отрасль является значительным потребителем ресурсов и одним из основных источников глобальных отходов. Однако растущее движение преобразует отходы в ценные строительные материалы, предлагая путь к более устойчивым и экологически ответственным методам строительства. Это руководство исследует захватывающий мир строительства из переработанных материалов, демонстрируя инновационные технологии, материалы и их применение по всему миру.

Актуальность устойчивого строительства

Традиционные методы строительства в значительной степени зависят от первичного сырья, что способствует вырубке лесов, истощению ресурсов и выбросам парниковых газов. Огромный объем строительных и сносных отходов (CDW), образующихся ежегодно, еще больше усугубляет экологические проблемы. Использование переработанных материалов в строительстве представляет собой убедительное решение для смягчения этих последствий и продвижения циркулярной экономики.

• Истощение ресурсов: Традиционное строительство истощает конечные природные ресурсы, такие как древесина, заполнители и металлы.
• Воздействие на окружающую среду: Производство строительных материалов является энергоемким и генерирует значительные выбросы углерода.
• Образование отходов: Строительные и сносные работы производят огромное количество отходов, которые часто попадают на свалки.
• Вместимость свалок: Свалки быстро заполняются, что создает риски для окружающей среды и здоровья.

Преимущества использования переработанных строительных материалов

Использование переработанных материалов в строительстве предлагает широкий спектр преимуществ, выходящих за рамки экологических соображений и включающих экономические и социальные выгоды.

• Сохранение окружающей среды: Снижает спрос на первичные ресурсы и минимизирует количество отходов, отправляемых на свалки.
• Снижение углеродного следа: Производство переработанных материалов часто требует меньше энергии, чем производство первичных материалов.
• Экономия затрат: Переработанные материалы иногда могут быть более доступными, чем традиционные, особенно с учетом транспортных расходов.
• Создание рабочих мест: Индустрия переработки и вторичной обработки создает новые возможности для трудоустройства.
• Улучшение эксплуатационных характеристик зданий: Некоторые переработанные материалы обеспечивают улучшенную изоляцию, долговечность или другие эксплуатационные характеристики.
• Сертификация LEED и зеленого строительства: Использование переработанных материалов может способствовать получению сертификатов LEED (Лидерство в энергетическом и экологическом проектировании) и других сертификатов зеленого строительства.
• Продвижение циркулярной экономики: Поддерживает переход от линейной модели «взять-сделать-выбросить» к циркулярной системе, где ресурсы постоянно используются повторно и перерабатываются.

Распространенные переработанные строительные материалы

Разнообразные потоки отходов могут быть преобразованы в ценные строительные материалы. Вот некоторые из наиболее часто используемых переработанных материалов в строительстве:

Переработанный бетонный заполнитель (RCA)

Дробленый бетон из проектов по сносу может быть переработан в переработанный бетонный заполнитель (RCA). RCA можно использовать в качестве основного материала для дорог, тротуаров и фундаментов, а также в качестве заполнителя в новых бетонных смесях. Его использование снижает потребность в первичных заполнителях и отводит бетонные отходы со свалок.

Пример: Многие европейские страны, такие как Германия и Нидерланды, имеют высокие показатели использования RCA в дорожном строительстве и производстве бетона.

Переработанная сталь

Сталь — один из самых перерабатываемых материалов в мире. Переработанную сталь можно использовать для производства новой конструкционной стали, арматурных стержней (арматуры) и других строительных компонентов. Переработка стали значительно экономит энергию по сравнению с производством стали из железной руды.

Пример: Подавляющее большинство стали, используемой в строительстве в Северной Америке, содержит значительный процент переработанного сырья.

Переработанный пластик

Пластиковые отходы, включая бутылки, пакеты и упаковочные материалы, могут быть переработаны в различные строительные изделия, такие как террасная доска, ограждения, кровельная плитка и изоляция. Пластиковый брус является прочной и устойчивой к погодным условиям альтернативой традиционной древесине.

Пример: Компании в Индии и Африке первыми начали использовать переработанные пластиковые кирпичи для доступного жилья, решая как проблему пластиковых отходов, так и потребность в устойчивых строительных материалах.

Переработанное стекло

Переработанное стекло можно использовать в качестве заполнителя в бетоне, асфальте и других строительных материалах. Его также можно расплавить и изготовить из него новые стеклянные изделия, такие как плитка и столешницы.

Пример: Дробленое стекло (стеклобой) широко используется в качестве частичной замены песка в асфальтовых смесях во многих регионах США и Европы.

Переработанная древесина

Восстановленная древесина из проектов сноса и выброшенный пиломатериал могут быть повторно использованы для полов, обшивки, каркасов и мебели. Восстановленная древесина придает характер и снижает спрос на свежезаготовленную древесину.

Пример: Многие компании по спасению архитектурных элементов специализируются на поиске и продаже восстановленной древесины, предлагая широкий выбор пород и стилей.

Переработанная битумная черепица

Старую битумную черепицу можно перерабатывать и использовать в асфальтобетонных смесях, что сокращает количество отходов на свалках и сохраняет нефтяные ресурсы.

Пример: В нескольких штатах США существуют программы поощрения переработки битумной черепицы.

Другие переработанные материалы

Множество других материалов можно переработать в строительные изделия, в том числе:

• Текстиль: Переработанный текстиль можно использовать для изоляции, подложки для ковров и акустических панелей.
• Резина: Переработанные резиновые шины можно использовать для покрытий детских площадок, кровельных материалов и звукоизоляции.
• Летучая зола: Побочный продукт сжигания угля, летучая зола может использоваться в качестве заменителя цемента в бетоне, улучшая его прочность и долговечность.
• Шлак: Побочный продукт производства стали, шлак можно использовать в качестве заполнителя в бетоне и асфальте.

Инновационные технологии переработки строительных материалов

Технологические достижения играют решающую роль в повышении эффективности и результативности переработки строительных материалов.

Селективный демонтаж

Селективный демонтаж, также известный как деконструкция, включает в себя аккуратный разбор зданий для спасения пригодных для повторного использования материалов. Этот подход максимизирует восстановление ценных материалов по сравнению с традиционными методами сноса.

Передовые технологии сортировки

Автоматизированные системы сортировки используют датчики и робототехнику для разделения различных типов материалов из смешанных потоков отходов, улучшая качество и чистоту переработанных материалов.

Химическая переработка

Процессы химической переработки разлагают пластиковые отходы на их исходные строительные блоки, что позволяет создавать пластмассы первичного качества. Эта технология может обрабатывать пластмассы, которые трудно переработать механически.

3D-печать из переработанных материалов

Технология 3D-печати используется для создания строительных компонентов из переработанных материалов, таких как бетон и пластик. Этот подход позволяет строить сложные формы и индивидуальные конструкции с минимальными отходами.

Пример: Компании изучают возможность использования 3D-печати для строительства доступного жилья из переработанных пластиковых отходов в развивающихся странах.

Примеры успешных проектов строительства из переработанных материалов

Многочисленные проекты по всему миру демонстрируют осуществимость и преимущества использования переработанных материалов в строительстве.

Бутылочный дом (Тайвань)

Это уникальное здание построено из более чем 1,5 миллиона переработанных пластиковых бутылок. Бутылки используются в качестве строительных блоков для создания стен, крыш и даже мебели. Проект демонстрирует потенциал пластиковых отходов как устойчивого строительного материала и способствует повышению экологической осведомленности.

«Земной корабль» (Earthship) (Глобальный проект)

«Земные корабли» — это самодостаточные дома, построенные с использованием переработанных материалов, таких как шины, бутылки и банки. Эти дома спроектированы так, чтобы минимизировать воздействие на окружающую среду и обеспечивать комфортные жилые пространства.

Пивоварня Murau (Австрия)

Эта пивоварня использует переработанные стеклянные бутылки в качестве ключевого элемента дизайна. Бутылки встроены в фасад, создавая визуально яркое и устойчивое здание.

Доступное жилье в Лагосе (Нигерия)

Несколько инициатив в Лагосе используют переработанные пластиковые кирпичи для строительства доступного жилья для сообществ с низким доходом. Этот подход решает как проблему нехватки жилья, так и проблему пластиковых отходов в городе.

Проблемы и барьеры для внедрения

Несмотря на многочисленные преимущества, широкое внедрение переработанных материалов в строительстве сталкивается с рядом проблем.

• Восприятие и принятие: Некоторые люди могут иметь опасения по поводу качества, долговечности или эстетики зданий, построенных из переработанных материалов.
• Доступность и предложение: Доступность переработанных материалов может быть ограничена в определенных регионах или для конкретных применений.
• Контроль качества и стандарты: Необходимы последовательный контроль качества и четкие стандарты для обеспечения производительности и безопасности переработанных строительных материалов.
• Конкурентоспособность по стоимости: Переработанные материалы не всегда могут быть конкурентоспособными по стоимости с традиционными материалами, особенно в краткосрочной перспективе.
• Логистические проблемы: Сбор, сортировка и переработка отходов могут быть сложными с точки зрения логистики и требовать специализированной инфраструктуры.
• Недостаток осведомленности и образования: Многие архитекторы, инженеры и подрядчики могут быть не в полной мере осведомлены о преимуществах и применениях переработанных строительных материалов.
• Регуляторные барьеры: Строительные нормы и правила не всегда адекватно рассматривают использование переработанных материалов, создавая неопределенность и препятствуя внедрению.

Преодоление проблем

Для преодоления этих проблем и содействия более широкому использованию переработанных материалов в строительстве можно реализовать несколько стратегий.

• Образование и повышение осведомленности: Просвещение архитекторов, инженеров, подрядчиков и общественности о преимуществах и применении переработанных строительных материалов.
• Стандартизация и сертификация: Разработка четких стандартов и программ сертификации для обеспечения качества и производительности переработанных материалов.
• Государственные стимулы и политика: Внедрение политик и стимулов, таких как налоговые льготы, гранты и преференции при закупках, для поощрения использования переработанных материалов.
• Инвестиции в инфраструктуру: Инвестирование в инфраструктуру переработки, такую как сортировочные комплексы и перерабатывающие заводы, для увеличения доступности высококачественных переработанных материалов.
• Сотрудничество и партнерство: Укрепление сотрудничества между заинтересованными сторонами, включая компании по управлению отходами, производителей, исследователей и государственные учреждения, для разработки инновационных решений и продвижения циркулярной экономики.
• Исследования и разработки: Инвестирование в исследования и разработки для улучшения производительности, долговечности и экономической эффективности переработанных строительных материалов.
• Оценка жизненного цикла: Проведение оценок жизненного цикла (LCA) для количественной оценки экологических преимуществ использования переработанных материалов по сравнению с традиционными.

Будущее превращения отходов в строительство

Будущее строительства заключается в принятии устойчивых практик и инновационных технологий. Строительство из переработанных материалов готово сыграть значительную роль в создании более экологически ответственной и ресурсоэффективной застроенной среды.

По мере роста осведомленности об экологических проблемах, связанных с традиционным строительством, и по мере развития технологий переработки и вторичной обработки отходов, ожидается, что использование переработанных материалов в строительстве значительно возрастет в ближайшие годы. Этот сдвиг не только уменьшит воздействие на окружающую среду, но и создаст новые экономические возможности и будет способствовать более устойчивому будущему для всех.

Заключение

Строительство из переработанных материалов предлагает жизнеспособное и убедительное решение для решения экологических проблем, создаваемых строительной отраслью. Принимая инновационные технологии, способствуя сотрудничеству и внедряя поддерживающую политику, мы можем превращать отходы в ценные ресурсы и строить более устойчивое будущее, здание за зданием. Путь от отходов к строительству — это не просто переработка; это переосмысление того, как мы строим и живем в мире с ограниченными ресурсами.