Исследователи Уральского федерального университета доказали, что использование сборных бетонных сэндвич-панелей (PCSB) для внешних стен жилых домов снижает углеродные выбросы на 18–20% в течение всего жизненного цикла постройки в сравнении со стенами из газобетона (AACB). Это особенно важно для регионов с жарким летом и холодной зимой, где более 50% выбросов приходится на системы отопления, вентиляции и кондиционирования. Внедрение в России таких строительных материалов поможет сократить энергопотребление и достичь целей Парижского соглашения по климату, полагают ученые. Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Buildings.
«Мы с помощью технологии BIM одни из первых в России объединили анализ углеродного следа на всех этапах жизненного цикла жилого здания — от производства строительных материалов до демонтажа. Благодаря такому подходу нам удалось показать все преимущества и недостатки выбранного метода строительства дома, а также точно рассчитать производимое при этом количество выбросов углекислого газа», — объясняет заведующий кафедрой промышленного, гражданского строительства и экспертизы недвижимости УрФУ Никита Фомин.
Ученые сравнили два типа стен: традиционные газобетонные блоки и современные сборные панели с утеплителем. С помощью технологии BIM и специального программного обеспечения они изучили энергопотребление четырех жилых домов в городах Циндао и Ухань, расположенных в различных климатических зонах — холодный регион и регион жаркого лета и холодной зимы соответственно. Оказалось, что PCSB сокращают выбросы углекислого газа на 21% на самом длительном этапе жизненного цикла здания — этапе эксплуатации. При этом на этапе производства самих панелей производится больше выбросов, чем при производстве газобетонных блоков.
«Наше исследование документально подтвердило тезис о наибольшем количестве выбросов углерода в окружающую среду именно на этапе эксплуатации жилого здания, которое является основным в жизненном цикле. В практическом применении это означает, что уже сейчас необходимо совершенствовать решения по инженерному обеспечению зданий. Именно это позволит значительно сократить выбросы углекислого газа в течение срока службы жилого дома», — отметил Никита Фомин.
Сборные панели поставляются на строительную площадку уже готовыми к установке, что в конечном итоге снижает потребление энергии и время использования оборудования на этапе строительства дома. Согласно полученным в исследовании данным, переход на сборные панели в строительстве новых домов может сэкономить до 563 кВт/ч электроэнергии на квадратный метр в течение всего жизненного цикла дома.
Например, на этапе эксплуатации типового 17-этажного жилого здания с площадью застройки 9700 кв. м использование сборных бетонных сэндвич-панелей снижает годовые выбросы углерода для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха на единицу площади на 151,24 кг CO2 (21,17 %) и позволяет сэкономить 265,19 кВт/кв. м электроэнергии. Кроме того, в холодных регионах экономия энергии достигает 17%, в зонах с жарким летом и холодной зимой — 20% за 50 лет эксплуатации здания.
«В исследовании использовались программное обеспечение и стандарты Китайской академии строительных исследований. На текущий момент это наиболее детализированная методика оценки выбросов углерода, в отличие от, например, американских и европейских стандартов, где далеко не на все материалы указываются необходимые нормативы выбросов углекислого газа. Благодаря высокой детализации всех процессов нам и удалось создать точную цифровую модель расчета выбросов на разных этапах жизненного цикла», — уточнил эксперт.
Ученые отмечают, что в дальнейшем новые исследования смогут усовершенствовать полученную модель расчета углеродного следа жилых зданий с учетом применения единых стандартов, возможного изменения климата, модернизации зданий и использования возобновляемых источников энергии. Все вместе это повысит эффективность использования строительных материалов и позволит создать более качественные модели оценки жизненного цикла зданий.
В России в настоящий момент при строительстве многоквартирных жилых домов в основном используются такие типы конструктивных решений, как кирпич, монолитный железобетон, газобетон, керамические и силикатные блоки, а также панельные конструкции. Внедрение новых технологий строительства и снижения выбросов углекислого газа является одним из актуальных вопросов.
Справка
Согласно Парижскому соглашению по климату, Россия планирует сократить объем выбросов парниковых газов к 2030 году на 25–30% от уровня 1990 года с учетом максимально возможной поглощающей способности лесов. Пока это обязательство выполнялось: в последние годы выбросы с учетом поглощения составляли в среднем 2 млрд т СО2-экв (условные единицы, которыми оценивают выбросы парниковых газов), это 51,6% от уровня 1990 года.
Информация предоставлена пресс-службой Уральского федерального университета
Источник фото: Анна Попова, urfu.ru
