Архитекторы и урбанисты - на передовой устойчивого развития

На строительную отрасль, известную своей высокой энергоемкостью, приходится до 39 % мировых выбросов CO2. Чтобы минимизировать ее воздействие на экологию, требуется полностью пересмотреть подход к строительству. Хенрик Шёнефельдт в журнале  «Курьер ЮНЕСКО» объяснил, как новые технологии, повторное использование зданий, а также применение натуральных материалов и учитывающих местный климат методов строительства могут помочь сделать архитектуру более устойчивой.

---

Доклад Международной комиссии по окружающей среде и развитию, опубликованный в 1987 году под заголовком «Наше общее будущее» и содержащий выводы по итогам четырехлетней работы, безусловно, стал важным этапом на пути к устойчивому развитию. Однако строительная отрасль затрагивается в нем лишь вскользь, при том что она играет ключевую роль в таких вопросах, как повышение устойчивости к изменению климата, здравоохранение, обеспечение безопасности жизнедеятельности, создание комфортных температурных условий и доступность цен на энергию.

Концепция устойчивого развития со временем существенно расширилась. В 1970-е годы нефтяной кризис пробудил интерес к альтернативным источникам энергии. В наши дни основной причиной беспокойства и главным двигателем преобразований является изменение климата. Это касается и строительной сферы, где оно стало стимулом для разработки значимых инновационных технологий. Однако для перехода к устойчивой архитектуре требуются более глобальные трансформации, такие как изменение образовательной программы вузов и обязательное требование для теоретиков и практиков в области архитектуры о модернизации своих знаний и навыков.

Привести образ жизни людей в соответствие с ограничениями биосферы во многом предстоит инженерам, архитекторам и урбанистам 

Дело в том, что на строительство, эксплуатацию и техническое обслуживание зданий уходит большое количество энергии и других ресурсов. По данным Всемирного совета по экологическому строительству (World Green Building Council), на эту отрасль приходится 39 % мировых выбросов CO2, 28 % из которых связаны с одной лишь эксплуатацией зданий, то есть с их отоплением, охлаждением, вентиляцией и освещением. Оставшиеся 11 % сопряжены непосредственно со строительством. В связи с этим человечеству необходимо привести свой образ жизни в соответствие с ограничениями биосферы Земли, и решить эту задачу во многом предстоит инженерам, архитекторам, урбанистам и представителям других профессий, связанных с проектированием, возведением и эксплуатацией зданий.



Экоинновации


Понятие устойчивой архитектуры тесно связывают с определенными технологиями, такими как тепловой насос, солнечный коллектор и фотоэлектрические панели. Однако устойчивое проектирование предполагает также использование более экологичных подходов к архитектуре и градостроительству. Один из таких подходов, получивший название пассивного дизайна, направлен на адаптацию постройки к местному климату еще на этапе проектирования, в частности посредством оптимальной ориентации по сторонам света, планировки и рационального использования остекления и затенения. Такие решения позволяют снизить или вовсе устранить зависимость от искусственных систем отопления и охлаждения.

Принципы пассивного дизайна известны давно. Они нередко применяются в традиционном зодчестве и упоминаются в древних письменных источниках. Так, греческий философ Сократ писал о связи между климатом и формой дома, а древнеримский архитектор Витрувий оставил подробные рекомендации по проектированию зданий в различных климатических условиях. 

Сегодня современные технологии в пассивном дизайне сочетаются с традиционными подходами к строительству, учитывающими климатические факторы. Одним из примеров этого может послужить немецкая концепция PassivHaus («Пассивный дом»), направленная на обеспечение энергосбережения за счет воздухонерпоницаемости оболочки здания, эффективной теплоизоляции и окон с тройным стеклопакетом. При этом в пассивном доме может использоваться «активная» приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией, т. е. с возвратом тепла. Здесь стоит отметить, что экологически устойчивые здания редко пассивны на 100 %. В большинстве из них применяются активные системы вентиляции, отопления, охлаждения или производства энергии из возобновляемых источников.

Если в холодном климате главной целью является сохранение тепла, то в жарких регионах необходимо препятствовать нагреву помещений и минимизировать использование кондиционеров. Примеры адаптированной к жаркому климату традиционной архитектуры можно встретить на Ближнем Востоке и в Северной Африке, например в таких городах, как Фес в Марокко и Алеппо в Сирии. Местные старинные постройки отличаются толстыми стенами с небольшими проемами, а улицы и внутренние дворы затенены. В йеменском городе Шибам, основанном в XVI веке, такой же подход применяется и к многоэтажным домам.

Эти принципы кардинально отличаются от подходов к архитектуре и градостроительству, свойственных современным городам пустыни с их стеклянными небоскребами. Даже при наличии наружных систем затенения и светоотражающих стеклопакетов такие здания нуждаются в механическом охлаждении. Однако на Аравийском полуострове разрабатываются альтернативные модели городского развития. Так, в 2008 году в пригороде Абу-Даби началось возведение экогорода Масдар, в котором планируется совместить принципы традиционного зодчества, учитывающие особенности местного климата, с современной инфраструктурой и возобновляемыми источниками энергии.




Скрытые выбросы CO2



Хотя большая часть выбросов CO2 в отрасли обусловлена эксплуатацией зданий, углеродный след от их строительства также довольно внушителен. Выбросы, которые образуются при добыче, переработке и транспортировке строительных материалов, называют воплощенным углеродом (от англ. embodied carbon). Сталь, железобетон и кирпичи входят в число материалов с самым высоким показателем воплощенного углерода. На цементную промышленность приходится около 8 % мировых выбросов CO2, а строительная отрасль является одним из крупнейших потребителей цемента.

Сократить уровень воплощенного углерода можно за счет оптимизации использования стройматериалов, декарбонизации их производства и перехода к низкоуглеродистым материалам. В последнее время вырос интерес к материалам растительного происхождения, таким как дерево и тростник, а также к традиционным материалам из глины — глинобиту, прессованному глиняному кирпичу, высушенному на солнце кирпичу-сырцу. В 2021 году одна шведская компания представила метод изготовления низкоуглеродистой стали из водорода, добытого с помощью возобновляемой энергии.

В последнее время в мире появляется все больше проектов, демонстрирующих, что заменой стали и бетону в многоэтажных постройках может стать древесина. Доказательство тому — 18-этажное здание «Мьёсторнет» (Mjøstårnet) высотой 85,4 м в норвежском городе Брумунддал, возведенное из клееного бруса и многослойных клееных деревянных панелей.



Экономика замкнутого цикла



Важным условием перехода к экологически устойчивой модели является сокращение потребления строительных материалов. Для этого на смену линейной экономике, при которой использованные материалы подлежат выбросу, должна прийти экономика замкнутого цикла, в которой они применяются повторно и утилизируются. При такой модели стройматериалы, образовавшиеся в результате сноса зданий, считаются не отходами, а ресурсами. В этом свете необходимо проектировать сооружения так, чтобы они легко разбирались, а их материалы могли служить для других построек.

Важное условие перехода к устойчивой модели — это сокращение потребления стройматериалов

Такая разборная конструкция характерна для традиционных домов с каркасом из деревянных брусьев в Англии, Малайзии, Китае и Японии. В современной архитектуре примером могут стать разборные стадионы для крупных спортивных мероприятий, модульный 40-квартирный дом для временного жилья, возведенный в 2017 году в Ванкувере, Канада, а также гибридная постройка Loblolly House, спроектированная в американском архитектурном бюро KieranTimberlake. Она выполнена из сборных элементов, благодаря чему ее можно монтировать и демонтировать на месте при помощи простых инструментов.

Устойчивая архитектура предполагает ответственный подход не только к выбору материалов и строительству здания, но и к его дальнейшей эксплуатации, обслуживанию и модернизации. А это подразумевает также ремонт и повторное использование существующих зданий согласно принципам устойчивого развития и сохранения архитектурного наследия.



Повторное использование вместо сноса



Адаптивное повторное использование позволяет избежать сноса зданий и дает возможность повысить их энергоэффективность. Сохранению архитектурных памятников уделяется много внимания, но большинство зданий не имеют исторической ценности и сносятся по прошествии 30–50 лет. Однако мировой экологический кризис вынуждает нас отказаться от этой схемы и задуматься над необходимостью рассматривать «климатическое значение» здания на одном уровне со значением культурным и историческим.

Этот подход уже применяется. Так, во Франции архитекторы Анн Лакатон и Жан-Филипп Вассаль провели успешную реновацию комплекса социального жилья послевоенных лет, что позволило избежать его сноса. В немецком городе Фрайбург капитальный ремонт 16-этажного здания 1960-х годов, расположенного по адресу Буггингер-Штрассе, 50, обеспечил сокращение затрачиваемой на отопление энергии на 80 %.

Зачастую в строительных проектах в Европе и Северной Америке применяются технически сложные и дорогостоящие решения, при том что принципы устойчивой архитектуры универсальны и могут быть адаптированы к различным экономическим и климатическим условиям. Это подтвердили такие архитекторы XX столетия, как Хасан Фатхи (1900–1989) из Египта и Лори Бейкер (1917–2007) из Индии, которые стремились возродить традиционные методы строительства и использовали их для постройки недорогих и приспособленных к местному климату домов. Наши современники архитекторы Дьебедо Франсис Кере (Буркина-Фасо — Германия) и Ясмин Лари (Пакистан) обратились к местным строительным традициям, чтобы предложить свою концепцию устойчивой архитектуры для южных стран.


Все вышеизложенное позволяет утверждать, что устойчивая архитектура, опирающаяся на знание строительной физики и традиционное зодчество, не нуждается в сложных технических решениях и не является недостижимой целью, прийти к которой можно будет только в будущем. Строить экологически устойчивые здания можно уже сегодня при условии, что архитекторы проявят изобретательность и будут разумно использовать множество существующих и новых технологий и принципов.

---

В иллюстрации использовано изображение автора confield (CCBY3.0) с сайта https://thenounproject.com/ и фото с сайта https://unsplash.com/g/