Какво е въздействието на различните строителни материали върху околната среда, коментира арх. Веселин Веселинов

За негативното въздействие на строителството върху климата и околната среда и необходимостта от трансформация в посока използване на екологични, природосъобразни строителни материали споделя пред climateka.bg apxитeĸт Beceлин Beceлинoв e сертифициран дизайнер на пасивни сгради ĸъм “Инcтитyтa зa пасивни сгради” в Дapмщaд, Гepмaния. 

До 2060 г. се очаква общата сградна територия в световен мащаб да се удвои

Времето, в което живеем, се характеризира с период на масово строителство: още през изминалата година на седмична база е била застроена площ с размерите на Париж. Строителството и в момента има огромно въздействие върху климата и глобалното затопляне, а до 2060 г. се очаква общата сградна територия в световен мащаб да се удвои, респективно рискът за околната среда също ще се увеличи многократно. 

Строителната индустрия в момента е отговорна за около 40% от глобалните емисии на парникови газове. С цел смекчаване на климатичните промени и отрицателното им въздействие върху природата и здравето на хората, е необходим преход от използването на конвенционални, енергоемки материални с екологични и социални ефекти, които да имат отрицателен въглероден отпечатък. Съществуват два вида строителни материали, които са щадящи за климата – въглеродно неутрални и материали с отрицателен въглероден отпечатък. 11% от емисиите са резултат от производството на строителни материали, доставката и приложението им. Най-широко разпространените строителни материали, които се използват за основи и конструкция на сгради, са бетонът и стоманата, които са и основният генератор на вредни емисии за околната среда. Други материали като PVC и полистирен – основа за топлоизолационните материали XPS и EPS, също имат значителен негативен принос. 

През 2021 г. Европейският парламент прие Европейския закон за климата, целящ климатична неутралност до 2050 г. и намаляване на нетните емисии на парникови газове с най-малко 55% до 2030 г., увеличавайки с 15% предишните поставени цели. За постигане на установените цели обаче е необходимо да използваме материали с минимален или отрицателен отпечатък, чието въздействие се оценява чрез стандартна методология за точно изчисляване на въглеродния отпечатък и въздействие върху околната среда. Оценката на жизнения цикъл (“Life Cycle Assessment”) включва изследване върху доставка на суровини, производство, строителство, експлоатация и демонтаж на строителните материали.

 

Какво е въздействието на различните строителни материали върху околната среда?

Строителните материали имат сериозен въглероден отпечатък и използването им представлява явно предизвикателство, свързано с климатичните промени. Въплътен или вграден въглерод е въглеродният отпечатък на материалите. Той е индикатор за общото въздействие на всички въглеродни емисии, преписвани на материалите през целия им жизнен цикъл (извличане от земята, производство, транспорт, обработка, строителство, поддръжка и край на живота/изхвърляне. „Въплътеният въглерод“ в сградите е резултат основно от енергоемкото производство на: цимент, стомана, алуминий, пластмаса, печени тухли, стъкло и различни изолационни материали, като напр. полистирен. Направата на материалите включва добив и сурово производство, разтапяне, промишлено производство, транспорт и всяка дейност изисква енергия и фосилни горива – респективно генерира и множество вредни емисии. Освен това при създаването си, циментът включва и нездравословни химически процеси, които освобождават допълнителни парникови газове и води до изчерпване на природните ресурси, като напр. пясъка, както и до ерозия на екосистемите.

Бетонът с дял 7% от общите глобални емисии, повече отколкото авиацията

Бетонът е най-широко използваният строителен материал, защото е сравнително евтин и с него се работи бързо и лесно. Всяка година се произвеждат около 4 млрд. тона цимент, предназначени за влагането им в над 30 млрд. тона бетон, използван за строителни нужди. „Цената“ за масовото приложение на бетона обаче се равнява на около 7% от общите глобални емисии на въглерод – по-голямо вредно влияние дори от световната авиация.

Стоманата, по време на производствената си фаза чрез изгаряне на въглища, на свой ред отделя около 2 пъти повече въглероден диоксид спрямо собственото си тегло. Създават се и вредни замърсяващи елементи, които допринасят за киселинни дъждове, увреждане на почвата и растителните култури, а нафталинът, отделен от изгорените въглища, може да предизвика ракови заболявания.

Пещите за производство на тухли замърсяват въздуха и създават токсични газове, които застрашават човешкото здраве, като водят до респираторни заболявания и повишена смъртност. Индустриалните пещи използват над 375 млн. тона въглища годишно, които водят до над 1072 млн. тона въглеродни емисии, равняващи се на: 3% от световните емисии и 1/3 от емисиите, генерирани от всички сгради в света.

Намаляването на въглеродния отпечатък и използването на климатично неутрални строителни материали е задължително решение в борбата с климатичните промени.

Строителни материали с отрицателен въглероден отпечатък

Съществуват два вида строителни материали, които са щадящи за климата: 

• Въглеродно неутрални материали – премахват от атмосферата същото количеството на въглеродни емисии, което е необходимо за добива и/или производството им
• Материали с отрицателен въглероден отпечатък – абсорбират повече емисии, отколкото се отделят при процеса на производството им.

 

Съществува изследване, което класифицира негативното въздействие на различните строителни материали. Проучването е основано на Декларациите за екологично въздействие (Environmental Product Declaration, EPD) и взима предвид анализа за жизнения цикъл на материалите и различните фактори за тяхното въздействие върху околната среда. Факторите включват въглероден отпечатък, потенциал за разграждане на озоновия слой, фактор за окисляване на почвите и др. 

Изследванията показват, че въглеродният отпечатък е най-висок при производството на метали – такива като алуминий, галванизирана и покривна стомана, мед, цинк, със стойности между 10 000 – 30 000 кг C02/м3. Следващите материали с високи нива на въглероден отпечатък са конструктивна стомана, фолио и винили, керамични настилки, алуминиева дограма и др., които са със стойности между 1000 – 10 000 кг C02/м3. След тях по интензивност се нареждат материали като тухли, дървена дограма, троен- и двоен стъклопакет, бетонни керемиди, паромембрани, стоманобетон, гипсокартон, мазилки, топлоизолация от полиуретанова пяна и др. със стойности в рамките от 100 до 1000 кг C02/м3. В по-ниската категория са топлоизолации като XPS, EPS, каменна вата, перлит, глинена мазилка. А материали с почти нулево въздействие са: глина и трамбована земна маса, целулоза, коноп и стъклена вата.

Материалите с отрицателен въглероден отпечатък са: слама, конструктивно дърво, шперплат, многослойно слепен дървен материал, изолация и плоскости от дървесни влакна, MDF, паркет и др.

 

 

 

Фигура 7: Пирамида за въглеродния отпечатък на някои строителни материали. Адаптирано от: archdaily.

 

например в проект за 9-етажна жилищна сграда единствено замяната на стоманобетонна носеща конструкция с хибридно решение от дърво като основен материал и метал – ще намали двойно въглеродния отпечатък на сградата при запазване на основите от стоманобетон и всички останали елементи и конфигурация на сградата. Логиката на проучването използва многослойна конструктивна дървесина и следва идеята, че дървото съхранява въглерод с години и при растежа си освобождава кислород, а също така е и възобновяем ресурс, който може да се рециклира или преизползва многократно. Смесената конструкция от дърво и носещи стоманени елементи е доказано пожаробезопасна и устойчива на земетръс за условията в съседна Турция заради олекотеното тегло на сградата, респективно и фундаментът е оптимизиран да носи по-малък товар и за направата му се използват по-малки количества стомана и бетон.

 

Връзката между въглеродните емисии и строителния сектор в България и световен мащаб

 

В световен мащаб сградният сектор е отговорен за около 10% от глобалните СО2 емисии или общо около 4 млрд. тона, а средно на глава от населението се падат около 4,8 тона емисии. В България въглеродните емисии са почти двойно повече, съотнесено към броя граждани в страната, като основен източник на въглероден диоксид е енергийният сектор, а сградите имат два пъти по-малък принос в сравнение с глобалните данни. Въпреки това България е сред 60-те държави с най-голям принос за генерирането на въглеродни емисии и всяка стъпка за намаляването им би била разумна.

Изследване върху строителния сектор в Европа, в частност България, доказва, че най-продаваните строителни продукти в България за последното десетилетие са бетонът и циментът с общ пазарен дял от близо 28% (съответно 16,7% и 11%), равняващ се на стойност от над 370 млн. евро на годишна база. През 2019 г. е регистрирано и увеличение от 13,3% на емисиите на парникови газове (въглероден окис и диоксид, метан, азотни оксиди и прахови частици), като резултат от дейностите в българския строителен сектор. Неблагоприятен, но и важен, е фактът, че качеството на въздуха е много ниско заради високото ниво на фини прахови частици в страната (РМ 2.5).

 

Човечеството използва около 300 000 тона вода на секунда –

 

обем еквивалентен на 120 басейна с олимпийски размери

 Строителството и в частност процесите за производство на стомана и бетон, освен че са изключително енергоемки и отделят огромни количества вредни емисии, са доказано отговорни и за консумацията на 30% от глобалните залежи на питейна вода, както и за замърсяването ѝ, за отрицателното въздействие върху екосистемите и за локалния недостиг на чиста вода. Фактите са следните: различните метали имат воден отпечатък на чиста вода между 10 и 80 литра на килограм материал, а циментът – между 2 и 3 литра/кг. За сравнение дървеният материал почти не консумира вода за производството си спрямо бетона, стоманата и стъклото.

Различните метали имат воден отпечатък на чиста вода между 10 и 80 литра на килограм материал

В епохата на антропогенни климатични промени е очевидна необходимостта от радикална трансформация –  в резултат от горенето на фосилни горива като въглища, петрол и газ, се увеличават парниковият ефект и се ускоряват климатичните промени, които водят до нарушаване на живота на човешки и животински общност, причиняват суши, наводнения, горещи въздушни течения, разтопяване на ледници, повишаване на морското равнище, затопляне на океаните и прочее.

Необходима е сериозна промяна в производството и използването на екологични естествени строителни материали, които са с отрицателен въглероден отпечатък, здравословни и употребата им има множество положителни страни пред използването на конвенционални индустриални материали, водещи до екологична, икономическа и здравословна, респективно социална криза.