Роль зданий в изменении климата |
Фото В.Орлова.
|
| Архитектура играет главную роль в глобальном потеплении, она дает половину выбросов СО2 в атмосферу. Об этом говорят повсюду. Как именно она это делает, и как СО2 можно посчитать, выяснил профессор архитектуры калифорнийского Университета Кал Поли Помона, доктор Пабло Ла Рош (Pablo La Roche). Специально для веб-журнала Эка.ru. |
| Пабло Ла Рош // 20 сентября 2009 |
Потепление климатической системы – несомненный факт, очевидный из наблюдений за повышением средних величин температуры воздуха и воды в океане, обширного таяния снега и льда и повышения среднего уровня воды в морях (ClimateChange 2007: SynthesisReport. Summary for Policymakers. An Assessment of the Intergovernmental Panel on Climate Change. IPCC Plenary XXVII (Valencia, Spain, 12-17 November 2007), Fourth Assessment Report.). Это потепление объясняется увеличением концентрации выбросов углекислого газа - продукта человеческой деятельности и является наиболее серьезным вызовом природы, брошенным нашей цивилизации. Количество СО2 в атмосфере Земли ежегодно растет. В 1960-х средний показатель составлял 37 % сегодняшней цифры. Сегодня совершенно ясно, что здания отвечают за значительную часть этих выбросов, а именно, за половину(USEnergyInformationAgencycitedatArchitecture 2030 http://www.architecture2030.com/current_situation/building_sector.html (2009)). Это значит, что, чтобы сократить вклад человека в климатические изменения, необходимо уменьшить роль зданий в потеплении климата. Это возможно, если проектировать с низким выбросом углеродов. В статье описаны механизмы, посредством которых здание выбрасывает углекислые соединения, устройства для подсчета этих выбросов и некоторые стратегии их сокращения. Здание непосредственно «отвечает» за выделение СО2 при эксплуатации, строительстве, использовании воды, производстве отходов (eGRID2006 Version 2.1 (April 2007) SummaryTables) и опосредованно отвечает за углекислые выбросы благодаря транспортному обслуживанию. Эксплуатация Эксплуатационная энергия включает все виды энергии, необходимые для поддержания жизни здания и всех его систем, и является главным источником загрязнения атмосферы углекислым газом. Эти загрязнения происходят от энергии, используемой на месте (природный газ) или на электростанции (электричество), необходимой для отопления, охлаждения, освещения и работы приборов. Количество выбросов на 1 кв. м можно посчитать с помощью компьютерных программ и затем вычислить фактор загрязнения СО2. Есть несколько методов определения этого фактора, которые варьируются в зависимости от региона, времени суток, сезона, а также от чистоты электричества. Средняя величина для США – 0,62 К углекислого газа на киловатт для электричества (P. La Roche & C Campanella Carbon Counting in Architecture: A comparison of several tools. American Solar Energy Society National Conference, Buffalo, NY (2009)) и 0,92 К углекислого газа на киловатт или 5, 43 К на терм для природного газа. Энергия, необходимая для эксплуатации среднестатистического американского дома площадью 214 кв.м, была посчитана в трех климатических регионах Калифорнии при помощи программы HEED and Design Builder. Она равна 3857 К углекислого газа в Санта-Монике, 5807 – в Палм Спрингс, 6050 – в Бишопе. Строительство Загрязнение диоксидами углерода от строительного процесса осуществляется при транспортировке материалов и возведении здания. Это загрязнение более трудно посчитать, поскольку нелегко определить количество материалов, их происхождение, учесть процесс производства, метод транспортировки и удаленность места производства от места строительства. В данном случае выбросы СО2 были вычислены с помощью Buildcarbonneutral (http://buildcarbonneutral.org/)– простого счетчика, способного посчитать 53 тонны строительного материала. Срок жизни здания составляет в среднем 50 лет, что соответствует 1061 К в год. Если части здания могут быть переработаны или здание имеет более долгий срок службы, тогда количество выбросов в год будет ниже. Вода Вода, потребляемая в здании, также отвечает за углеродные выбросы. Она должна быть накачана из источника, подготовлена для человеческих нужд, использованная вода должна быть скачана и обработана (очищена от физических, химических, биологических загрязнений). Исследования энергии, потребляемой при водоснабжении в Калифорнии(Study by the California assembly committee on water, parks and wildlife. http://www.energy.ca.gov/2007publications/CEC-999-2007-008/CEC-999-2007-008.PDF (2009)) , учитывают расчеты для Южной и Северной Калифорнии. Они подсчитывают количество энергии для каждого цикла водоиспользования в киловатт/часах, требуемых, чтобы собрать, извлечь, перевезти, очистить и распространить 1 миллион галлонов воды (MG) и количество киловатт, нужное для очистки и утилизации такого же количества отработанной воды. Для Южной Калифорнии энергия на миллион галлонов составляет 13021 КВатт, что соответствует 552670 литров воды в год на семью из четырех человек в Южной Калифорнии. Мусор Большинство мусора требует переработки, иногда при этом выделяется метан, который способен усиливать парниковый эффект. В соответствии с программой подсчета мусора EPA (personalemissionscalculatorathttp://www.epa.gov/climatechange/emissions/ind_calculator.html (2009)), семья из четырех человек производит количество мусора, которое дает (в процессе переработки) 1856 К углекислого газа. Во многих городах и на фермах мусор используется вторично, но это узаконено не во всех Штатах. Если мусор разделять (на пластик, алюминий, газеты, стекло, журналы), то эмиссия сократится до 1044 К на семью. Ресайклинг сократит ее еще больше. Транспортное обслуживание От расположения здания тоже зависит распространение СО2. Поскольку люди вынуждены передвигаться от зданий и обратно, пользуясь разными способами (на автобусах, поездах, велосипедах, машинах, пешком), здания, хотя и не прямо, ответственны за эмиссию углекислого газа, производимую транспортом. Размещение зданий вблизи линий общественного транспорта и в густо населенных городских районах, где все - в пешеходной доступности, тоже снижает выбросы диоксидов углерода. Если каждая семья проезжает на автомобиле 35406 км в год при среднем в США расходе бензина 9,36 км на литр, то эта семья выбрасывает в атмосферу 6545 К углекислого газа только при пользовании личным транспортом. Итог Суммирование всех эмиссий СО2 обнаруживает, что семья из четырех человек производит 6567 К углекислого газа в прибрежном климате Санта-Моники, 8517 К - в жарком климате Палмской пустыни, 8760 K - в холодном климате Бишопа. Загрязнение атмосферы СО2 в Санта-Монике (Калифорния). Эксплуатационная энергия (отопление, охлаждение, электричество) 59 % Строительство 16 % Вода 9 % Мусор 16 % Загрязнение атмосферы СО2 в Палм Спрингс и Бишопе: Эксплуатационная энергия (отоплениеохлаждениеэлектричество) 69 % Строительство 12 % Вода 7 % Мусор 12 % Ясно, что нам необходимо проектировать дома с нулевым выбросом углекислого газа. Годовую эмиссию в 7000 кг (и больше) надо сократить до нуля. Эксплуатационная энергия, включающая отопление, освещение и кондиционирование, вносит наибольший вклад в эмиссию СО2, поэтому в первую очередь стоит обратить внимание на энергоэффективные стратегии и старую добрую традицию пассивного солнечного отопления. Системы фотоэлементов могут снизить эмиссию углекислого газа, производя чистую энергию, однако при их собственном производстве все еще высоко выделение СО2. Хотя главное внимание надо уделить снижению СО2 от отопления/охлаждения, другими методами борьбы с парниковым эффектом тоже не следует пренебрегать. Короче, стоит жить рядом с работой, работать дома, снижать потребление воды, пользоваться вещами и продуктами вторичного производства. Архитекторам надо научиться считать, сколько диоксидов углерода поставит в атмосферу их будущий объект и приучить себя мыслить в единицах СО2. Для того чтобы этому научиться, надо уметь пользоваться СО2-калькуляторами. Ниже приводятся несколько СО2-калькуляторов и энергоэффективных компьютерных программ, используемых в обсуждавшихся выше регионах. Они были отобраны по принципу легкости и доступности, чтобы можно было их применять в начальной фазе проектирования, при этом они достаточно точные, чтобы быть полезными проектировщику. Было проанализировано 50 счетчиков, 10 оказались бесполезны, 40 дали приемлемые результаты, по крайней мере, в одном из указанных регионов. Более подробную информацию о счетчиках см. на сайте, где собраны проекты с нулевым выбросом СО2 (http://www.architecture.uwaterloo.ca/faculty_projects/terri/carbon-aia/tools3.html). Пакала и Соколов в известной работе (S. Pacala and R. Socolow. Stabilization Wedges: Solving the Climate Problem for the Next 50 Years with Current Technologies, Science. 13, August 2004, Vol 305 N 5686 pp 968 - 972) предполагают, что человечество уже владеет фундаментальными научными, техническими и промышленными ноу-хау, которые позволят решить проблемы климатических изменений и СО2 в ближайшие полвека. Они разделили стабилизационный треугольник на восемь «клиньев», которые показывают деятельность, снижающую выбросы в атмосферу. Он начинается от нулевой деятельности сегодня и доходит через 50 лет до 1 GtC невыброшенного углекислого газа в год. Один из этих «клиньев» обозначает «эффективность и сохранение», фокусируясь на энергосбережении при строительстве и транспортировке. Потенциальное снижение эмиссии СО2 с помощью экологических зданий. Пабло Ла Рош. Но стратегии, касающиеся использования воды, переработки отходов также могут уменьшить вторжение человека в климатическую систему. Мы должны помнить, что от наших архитектурных решений зависит будущее планеты. |
Отправить в ЖЖ
