Екологічні будівельні матеріали: варіанти сталого будівництва для глобального майбутнього

Будівельна галузь є значним джерелом глобальних викидів вуглецю та виснаження ресурсів. Використання екологічних будівельних матеріалів та практик сталого будівництва має вирішальне значення для пом'якшення впливу на довкілля та створення більш сталого майбутнього. Цей вичерпний посібник досліджує світ екологічних будівельних матеріалів, пропонуючи глобальний погляд на їхні переваги, застосування та вплив на забудоване середовище.

Що таке екологічні будівельні матеріали?

Екологічні будівельні матеріали визначаються як ті, що є екологічно відповідальними та ресурсоефективними протягом усього їхнього життєвого циклу. Це включає видобуток, виробництво, транспортування, монтаж, використання та утилізацію. Мета полягає в тому, щоб мінімізувати вплив на довкілля, зберегти ресурси та покращити здоров'я та добробут мешканців будівлі.

Ключові характеристики екологічних будівельних матеріалів:

• Відновлювані та з екологічно чистих джерел: Матеріали, отримані з відновлюваних ресурсів, управління якими здійснюється відповідально.
• Вміст перероблених матеріалів: Матеріали, виготовлені з використанням переробленої сировини, що зменшує кількість відходів та зберігає первинні ресурси.
• Низька втілена енергія: Матеріали, що потребують мінімальних енергетичних затрат на видобуток, обробку та транспортування.
• Міцні та довговічні: Матеріали з тривалим терміном служби, що зменшує потребу в частій заміні.
• Нетоксичні та з низьким вмістом ЛОС: Матеріали, що не виділяють у повітря шкідливих хімічних речовин або летких органічних сполук (ЛОС), покращуючи якість повітря в приміщеннях.
• Місцевого походження: Матеріали, отримані від найближчих постачальників, що зменшує викиди від транспортування та підтримує місцеву економіку.
• Біорозкладні або компостовані: Матеріали, які можуть природним чином розкладатися в кінці свого життєвого циклу.

Переваги використання екологічних будівельних матеріалів

Впровадження екологічних будівельних матеріалів пропонує широкий спектр екологічних, економічних та соціальних переваг:

• Зменшення впливу на довкілля: Екологічні матеріали мінімізують виснаження ресурсів, зменшують забруднення та знижують викиди вуглецю, пов'язані з будівництвом та експлуатацією будівель.
• Покращення якості повітря в приміщеннях: Нетоксичні матеріали зменшують виділення шкідливих хімічних речовин, створюючи здоровіше середовище для мешканців.
• Енергоефективність: Багато екологічних матеріалів сприяють підвищенню енергоефективності, зменшуючи витрати на опалення та охолодження.
• Збереження води: Деякі матеріали сприяють збереженню води, наприклад, водопроникне покриття та водоефективне озеленення.
• Зменшення відходів: Використання перероблених та придатних для переробки матеріалів мінімізує будівельні відходи та зменшує навантаження на звалища.
• Економія коштів: Хоча деякі екологічні матеріали можуть мати вищу початкову вартість, їхні довгострокові переваги, такі як економія енергії та зменшення витрат на обслуговування, можуть призвести до значної економії протягом життєвого циклу будівлі.
• Підвищення вартості будівлі: Зелені будівлі часто є більш бажаними та мають вищу ринкову вартість завдяки своїм екологічним характеристикам та позитивному впливу на здоров'я та добробут мешканців.
• Внесок у досягнення Цілей сталого розвитку (ЦСР): Використання екологічних будівельних матеріалів підтримує кілька Цілей сталого розвитку Організації Об'єднаних Націй, зокрема відповідальне споживання та виробництво, боротьбу зі зміною клімату та сталий розвиток міст і громад.

Види екологічних будівельних матеріалів

Ринок екологічних будівельних матеріалів постійно розвивається, регулярно з'являються нові та інноваційні продукти. Ось деякі з найпоширеніших екологічних будівельних матеріалів:

1. Відновлювані матеріали та матеріали з екологічно чистих джерел

Ці матеріали отримують з відновлюваних ресурсів, управління якими забезпечує їх довгострокову доступність та мінімізує вплив на довкілля.

• Деревина: Екологічно заготовлена деревина з сертифікованих лісів (наприклад, Лісової опікунської ради - FSC) є відновлюваним та універсальним будівельним матеріалом. Бамбук, хоча технічно є травою, також є швидко відновлюваним ресурсом, який часто використовується для підлог, облицювання стін та конструктивних елементів.
• Приклади: Бамбукова підлога в школі в Коста-Риці, сертифікована FSC деревина, використана в житловому будинку в Німеччичині.
• Корок: Корок — це відновлюваний матеріал, який збирають з кори коркового дуба. Він використовується для підлог, настінних покриттів та ізоляції.
• Приклади: Коркова ізоляція в пасивному будинку в Австрії, коркова підлога в публічній бібліотеці в Португалії.
• Лінолеум: Лінолеум — це міцний та екологічний матеріал для підлоги, виготовлений з натуральних інгредієнтів, таких як лляна олія, каніфоль, корковий пил та деревне борошно.
• Приклади: Лінолеумна підлога в лікарні у Швеції, лінолеум, використаний у середній школі у Великій Британії.
• Солом'яні тюки: Солом'яні тюки — це легкодоступний і недорогий побічний продукт сільського господарства, який можна використовувати для утеплення стін та як конструкційну опору.
• Приклади: Будинок із солом'яних тюків в Австралії, громадський центр, збудований з використанням солом'яних тюків у США.

2. Перероблені матеріали

Перероблені матеріали виготовляються з використанням вторинної сировини, що зменшує кількість відходів та зберігає первинні ресурси.

• Перероблений бетон: Бетон зі знесених будівель можна подрібнити та використовувати як заповнювач у нових бетонних сумішах, зменшуючи потребу в первинному заповнювачі та відводячи відходи зі звалищ.
• Приклади: Перероблений бетон, використаний у будівництві доріг в Японії, перероблений бетонний заповнювач у новій офісній будівлі в Канаді.
• Перероблена сталь: Сталь добре піддається переробці і може бути використана для виробництва нових сталевих виробів, таких як конструкційні балки, арматура та покрівельні матеріали.
• Приклади: Перероблена сталь, використана в будівництві хмарочосів у Китаї, сталевий каркас з переробленої сировини на складі в США.
• Перероблений пластик: Пластикові відходи можна переробити на різноманітні будівельні матеріали, включаючи терасну дошку, покрівельну плитку та ізоляцію.
• Приклади: Терасна дошка з переробленого пластику, використана в громадському парку в Бразилії, покрівельна плитка з переробленого пластику, встановлена на будинках у Південній Африці.
• Перероблене скло: Скляні відходи можна подрібнити та використовувати як заповнювач у бетоні або виготовляти зі скла плитку та стільниці.
• Приклади: Стільниці зі скла з перероблених пляшок, використані в ресторані в Іспанії, скляна плитка з переробленого скла, встановлена у ванній кімнаті в Мексиці.

3. Матеріали з низькою втіленою енергією

Ці матеріали потребують мінімальних енергетичних затрат на видобуток, обробку та транспортування.

• Трамбована земля: Будівництво з трамбованої землі передбачає ущільнення суміші ґрунту, глини та піску для створення стін. Цей метод потребує мінімальних енергетичних затрат і використовує місцеві матеріали.
• Приклади: Будинок із трамбованої землі в Марокко, громадський центр, збудований за технологією трамбованої землі в Аргентині.
• Саман: Саманні цеглини виготовляються з висушеної на сонці глини та соломи. Це низькоенергетичний будівельний матеріал, який добре підходить для посушливого клімату.
• Приклади: Саманні будинки в Нью-Мексико, історичні саманні будівлі в Перу.
• Костробетон (Hempcrete): Костробетон — це біокомпозитний матеріал, виготовлений з костриці конопель (здерев'янілої частини стебла), вапна та води. Це легкий, дихаючий та вогнестійкий матеріал з низькою втіленою енергією.
• Приклади: Будинок з костробетону у Франції, костробетон, використаний для ізоляції в проєкті реконструкції у Великій Британії.
• Глиняна цегла (місцевого виробництва): Глиняна цегла, якщо її постачати з місцевих джерел, може мати відносно низький показник втіленої енергії порівняно з матеріалами, що транспортуються на великі відстані.
• Приклади: Глиняна цегла місцевого виробництва, використана в житловому будівництві в Індії, глиняна цегла з сусіднього кар'єру, використана в шкільній будівлі в Італії.

4. Нетоксичні матеріали та матеріали з низьким вмістом ЛОС

Ці матеріали не виділяють у повітря шкідливих хімічних речовин або летких органічних сполук (ЛОС), покращуючи якість повітря в приміщеннях.

• Натуральні фарби та покриття: Натуральні фарби та покриття виготовляються на основі рослинних олій, смол та пігментів. Вони не містять шкідливих хімічних речовин та ЛОС.
• Приклади: Натуральні фарби, використані в дитячому садку в Данії, натуральні покриття для дерева, застосовані на фабриці екологічних меблів у Канаді.
• Натуральна ізоляція: Натуральні ізоляційні матеріали, такі як овеча вовна, целюлоза та бавовна, не містять шкідливих хімічних речовин і забезпечують відмінні теплоізоляційні властивості.
• Приклади: Ізоляція з овечої вовни в будинку в Новій Зеландії, целюлозна ізоляція з переробленого паперу, використана на горищі в США.
• Дерев'яні вироби без формальдегіду: Формальдегід — це поширена ЛОС, що міститься в багатьох дерев'яних виробах. Обирайте дерев'яні вироби, сертифіковані як такі, що не містять формальдегіду або мають низький вміст ЛОС.
• Приклади: Фанера без формальдегіду, використана в кухонних шафах в Японії, МДФ з низьким вмістом ЛОС, використаний у виробництві меблів у Німеччині.
• Клеї та герметики з низьким вмістом ЛОС: Клеї та герметики можуть виділяти ЛОС у повітря. Обирайте продукти, сертифіковані як такі, що мають низький вміст ЛОС або не містять їх узагалі.
• Приклади: Клеї з низьким вмістом ЛОС, використані для укладання підлоги в Сінгапурі, герметики без ЛОС, використані при будівництві ванної кімнати в Австралії.

Сертифікації та стандарти для екологічних будівельних матеріалів

Різноманітні сертифікації та стандарти допомагають споживачам і будівельникам ідентифікувати та обирати екологічні будівельні матеріали. Деякі з найвідоміших сертифікацій включають:

• Лідерство в енергетичному та екологічному проєктуванні (LEED): LEED — це система рейтингу екологічних будівель, розроблена Радою з екологічного будівництва США (USGBC). Вона надає основу для проєктування, будівництва, експлуатації та обслуговування зелених будівель.
• Лісова опікунська рада (FSC): Сертифікація FSC гарантує, що дерев'яні вироби походять з відповідально керованих лісів.
• Cradle to Cradle Certified: Продукти, сертифіковані за стандартом Cradle to Cradle, оцінюються за їхнім екологічним та соціальним впливом протягом усього життєвого циклу.
• GREENGUARD Certification: Сертифікація GREENGUARD гарантує, що продукти відповідають суворим стандартам щодо викидів хімічних речовин.
• Energy Star: Energy Star — це програма Агентства з охорони навколишнього середовища США (EPA), яка визначає енергоефективні продукти.
• Глобальна мережа екомаркування (GEN): GEN — це глобальна мережа організацій з екомаркування, які просувають екологічно кращі продукти та послуги. Багато країн мають власні екомаркування, що є частиною цієї мережі.

Впровадження екологічних будівельних матеріалів у будівельних проєктах

Успішна інтеграція екологічних будівельних матеріалів у будівельні проєкти вимагає ретельного планування та виконання. Ось кілька ключових кроків:

1. Встановіть цілі сталого розвитку: Визначте чіткі цілі сталого розвитку для проєкту, такі як зменшення викидів вуглецю, збереження води та покращення якості повітря в приміщеннях.
2. Проведіть оцінку життєвого циклу: Оцініть вплив на довкілля різних варіантів матеріалів протягом усього їхнього життєвого циклу, від видобутку до утилізації.
3. Надавайте перевагу місцевим та регіональним матеріалам: Закупівля матеріалів на місцевому рівні зменшує викиди від транспортування та підтримує місцеву економіку.
4. Вкажіть екологічні матеріали в будівельній документації: Чітко вказуйте екологічні будівельні матеріали в будівельній документації та переконайтеся, що підрядники знають про цілі сталого розвитку.
5. Перевіряйте сертифікацію матеріалів: Перевіряйте, чи відповідають матеріали необхідним сертифікаціям та стандартам для екологічного будівництва.
6. Правильний монтаж та обслуговування: Переконайтеся, що екологічні матеріали встановлені та обслуговуються належним чином, щоб максимізувати їхню ефективність та довговічність.
7. Моніторинг та оцінка ефективності: Відстежуйте ефективність екологічних матеріалів з часом, щоб оцінити їхню дієвість та визначити напрямки для вдосконалення.
8. Залучайте зацікавлені сторони: Залучайте всі зацікавлені сторони, включаючи архітекторів, інженерів, підрядників та мешканців будівлі, до процесу прийняття рішень, щоб забезпечити досягнення цілей сталого розвитку.

Виклики та міркування

Хоча переваги екологічних будівельних матеріалів очевидні, існують також деякі виклики та міркування, які слід враховувати:

• Вартість: Деякі екологічні матеріали можуть мати вищу початкову вартість порівняно зі звичайними матеріалами. Однак аналіз вартості життєвого циклу часто виявляє довгострокову економію.
• Доступність: Доступність деяких екологічних матеріалів може бути обмеженою в певних регіонах.
• Експлуатаційні характеристики: Важливо переконатися, що екологічні матеріали відповідають необхідним стандартам щодо довговічності, вогнестійкості та інших факторів.
• Освіта та навчання: Підрядники та будівельники потребують навчання та підготовки щодо правильного встановлення та використання екологічних матеріалів.
• Грінвошинг: Будьте обережні з "грінвошингом", коли компанії роблять оманливі заяви про екологічні переваги своїх продуктів. Завжди перевіряйте сертифікації та стандарти.

Глобальні приклади сталого будівництва

По всьому світу інноваційні архітектори та будівельники демонструють потенціал екологічних будівельних матеріалів та практик сталого будівництва. Ось кілька прикладів:

• The Edge (Амстердам, Нідерланди): Ця офісна будівля є однією з найсталіших у світі, вона вирізняється широким використанням перероблених матеріалів, сонячних панелей та системи збору дощової води.
• Pixel Building (Мельбурн, Австралія): Ця вуглецево-нейтральна офісна будівля включає низку сталих рішень, таких як перероблений бетон, зелені стіни та вітряна турбіна.
• Bullitt Center (Сіетл, США): Ця шестиповерхова офісна будівля спроєктована бути нетто-позитивною за енергією та водою, використовуючи сонячні панелі, збір дощової води та компостні туалети.
• ACROS Fukuoka Prefectural International Hall (Фукуока, Японія): Ця будівля має масивний ступінчастий зелений дах з понад 35 000 рослин, створюючи унікальний та стійкий міський простір.
• The Crystal (Лондон, Велика Британія): Ця будівля, що є ініціативою зі сталого розвитку міст, демонструє різноманітні зелені технології та дизайнерські стратегії, включаючи сонячні панелі, збір дощової води та геотермальну енергію.
• Earthships (Різні локації): Earthships — це самодостатні будинки, побудовані з використанням перероблених матеріалів, таких як шини, пляшки та банки, а також природних матеріалів, як-от земля та солома. Вони призначені для забезпечення сталого життя в автономних умовах.

Майбутнє екологічних будівельних матеріалів

Майбутнє екологічних будівельних матеріалів є світлим, завдяки постійним дослідженням та розробкам, що призводять до створення нових та інноваційних продуктів. Деякі ключові тенденції, на які варто звернути увагу:

• Біомімікрія: Матеріали, натхненні природою, що імітують властивості та функції природних систем.
• Наноматеріали: Матеріали, розроблені на нанорівні для покращення їхніх властивостей, таких як міцність, довговічність та ізоляція.
• 3D-друк: 3D-друк використовується для створення будівельних компонентів зі сталих матеріалів, що зменшує відходи та дозволяє створювати індивідуальні дизайни.
• Самовідновлювані матеріали: Матеріали, здатні автоматично ремонтувати себе, подовжуючи термін служби та зменшуючи витрати на обслуговування.
• Уловлювання та утилізація вуглецю: Технології, що вловлюють вуглекислий газ з атмосфери та використовують його для створення будівельних матеріалів, таких як бетон.

Висновок

Екологічні будівельні матеріали є важливими для створення більш сталого та стійкого забудованого середовища. Використовуючи ці матеріали та практики сталого будівництва, ми можемо зменшити наш вплив на довкілля, покращити здоров'я та добробут мешканців будівель і створити світліше майбутнє для прийдешніх поколінь. Це вимагає спільних зусиль архітекторів, інженерів, будівельників, політиків та споживачів, щоб надати пріоритет сталому розвитку та впроваджувати інноваційні рішення. Оскільки світ продовжує стикатися з екологічними викликами, важливість екологічних будівельних матеріалів буде лише зростати.

Прийняття принципів зеленого будівництва — це не просто варіант; це необхідність для сталого глобального майбутнього.