«Зеленое» строительство с помощью BIM-технологий: модный тренд или недалекое будущее

В статье мы проанализируем, почему возник тренд на эко-стройку, как сертифицируются «зеленые» здания, какими нормами права регулируется их возведение, и какие выводы можно сделать из удачных и неудачных кейсов «зеленого» строительства.

Содержание

1. Что такое «зеленое» строительство
2. Многообразие технических процессов «зеленого» строительства
3. BIM-технологии как главный инструмент «зеленого» строительства
4. Успехи и неудачи «зеленого» строительства: преодоление ошибок и совершенствование технологий
   • Опыт успешного внедрения BIM-моделирования с учетом влияния на окружающую среду
   • Неэффективное использование BIM-моделирования
5. Состояние отечественного «зеленого строительства»: право и практика
6. Что дальше

Что такое «зеленое» строительство

Согласно отчету ООН от 2018 г., 55% населения мира концентрируется в городах, и ожидается, что к 2050 г. эта доля увеличится до 68%.

В постковидном мире индустриальные экологи задумались о чистоте воздуха и способах минимизации его загрязнения, чтобы избежать нагрузок на дыхательную систему человека и на окружающую среду в целом. Сейчас мы можем не только вести мониторинг за эксплуатацией объекта строительства, но и контролировать уровень антропогенного воздействия на окружающую среду.

«Зеленое» строительство по всему миру уже обретает свои стандарты качества и находит способы интеграции с современными технологиями — например, таких как BIM (Building Information Modeling — информационное моделирование зданий).

По состоянию на 2020 г. в России немногие специалисты индустрии, среди которых президент ГК «Основа» Александр Ручьев, считают «зеленое» многоэтажное строительство перспективным направлением ближайших лет. Такие решения — маркетинговый ход для привлечения инвесторов и покупателей.

Многообразие технических процессов «зеленого» строительства

«Зеленое» строительство означает поиск новых подходов в работе с устоявшимися техническими решениями и внедрение новых разработок. Процессы «зеленого» строительства ставят совершенно новые требования к эксплуатационным характеристикам материалов, конструкций, функционированию систем. В рамках стратегии экологизации стройки инженеры ищут решения по созданию «здоровых» зданий с меньшим воздействием на человека и окружающую среду.

Например, по мнению Дмитрия Кузнецова, эксперта по зеленой сертификации и автоматизации зданий ИТ-компании КРОК, добиваться энергоэффективности можно на каждом этапе строительства по-разному. Например, при проектировании архитектурной части применять материалы и конструкции с высокими теплоизоляционными свойствами. А при планировке пространств — решения по использованию естественного света.

Большой вклад в энергоэффективность здания вносят решения по инженерным системам и их управлению. Правильно спроектированная система автоматизации может существенно снизить энергопотребление всего здания и сделать более «зеленым» даже уже построенное.

«Зеленое» строительство развивается по многим направлениям. Активно разрабатываются и внедряются в современную практику инновационные решения буквально «зеленых зданий»:

• синтез энергосберегающих компонентов на основе натуральных волокнистых изоляционных материалов (техническая конопля, лен и джут);
• озеленение фасадов и крыш: так появляются оазисы для поглощения пыли, сокращения уровня шума и защиты строительных ограждающих конструкций от атмосферных воздействий;
• использование соломы как сырья вторичной переработки и сокращения количества выбросов CO2 в атмосферу.

В своей совокупности такие постройки формируют эко-устойчивую архитектуру города.

BIM-технологии как главный инструмент «зеленого» строительства

Технологию BIM всё чаще применяют в программах сертификации экологически чистых зданий, в том числе для оценки соответствия стандартам LEED и BREEAM.

BIM дает ряд преимуществ:

• Визуализирует модель, на основе которой исследуют энергосберегающие альтернативы при строительстве экологически чистых зданий.
• Помогает управлять документацией по BREEAM и LEED.
• Помогает выбрать качественные комплектующие и материалы, чтобы они соответствовали эко-стандартам.
• Облегчает обмен информацией и координацию между участниками проекта, предотвращая возможные ошибки и конфликты.
• Минимизирует потери времени, риски и затраты.

Главное — BIM предлагает новый подход и помогает найти взвешенные решения. К тому же, моделирование удобно использовать для изучения и анализа различных вариантов дизайна, а визуализация дает возможность инвесторам и другим заинтересованным сторонам увидеть, как будет выглядеть будущее здание.

Использование BIM-технологий быстро становится единственно верным подходом возведения экологичных зданий по всему миру. Его способность помочь заинтересованным сторонам эффективнее сотрудничать на протяжении всего жизненного цикла проекта — от проектирования и строительства до эксплуатации и обслуживания — делает BIM идеальным инструментом, помогающим проектам получить «зеленую» сертификацию.

Это улучшение температурно-влажностного режима наружных стен, разработка эффективных решений ограждающих узлов с целью выравнивания температуры, снижение сквозной воздухопроницаемости, повышение комфортных условий среды в помещениях, энергосбережение и повышение энергоэффективности зданий. Термореновация (совершенствование температурного режима здания за счет перечисленных работ) позволяет повысить теплотехническую, энергетическую и экологическую безопасность зданий. Все перечисленные выше особенности важно учитывать в реконструируемых зданиях.

Успехи и неудачи «зеленого» строительства

Опыт успешного внедрения BIM-моделирования с учетом влияния на окружающую среду

Стандарт LEED превратился в наиболее широко используемую в мире систему оценки экологичности зданий. Фактически это ведущий стандарт, который нужен для оценки энергоэффективности здания и способности сокращать выбросы углекислого газа.

Для получения сертификата от LEED, проект зарабатывает баллы при выполнении условий касательно углекислого газа, энергоемкости, воды, отходов, транспортной инфраструктуры, материалов, здоровья человека и качества внутренней среды. По количеству баллов выделяют сертифицированные проекты (40−49 баллов), серебряный сертификат (50−59 баллов), золотой (60−79 баллов) и платиновый (80+ баллов).

Библиотека Солт-Лейк сити, штат Юта, США. Получила серебряный сертификат LEED в 2018 году. Благодаря системам вентиляции на базе UFAD достигается высокое качество внутренней среды, а также энергетические и атмосферные показатели.

Сити-Холл Кристалл, Лондон, Великобритания. Культовый выставочный центр, получивший платиновый сертификат LEED в 2014 году. Здание площадью 6300 м², расположенное в королевских доках Виктория в Восточном Лондоне, использует только возобновляемую энергию для обеспечения своей деятельности.

Шанхайская башня, Шанхай, Китай. Самое высокое здание в Китае и второе по высоте здание в мире. Башня получила статус LEED Platinum CS в 2015 году. Это одно из самых высоких и зеленых зданий, является образцом проектов BIM.

Успешные кейсы применения «зеленых» технологий в строительстве за десять лет в России и тенденции в мире подтверждают, что «зеленое» будущее грядет, особенно в коммерческой недвижимости, где есть явный хозяин и четкий выгодополучатель.

По данным РБК, к успешным кейсам применения «зеленых» технологий в строительстве в России можно отнести:

Проект «Сколково» — «зеленый» код планирования и проектирования зданий, уровень LEED Silver обязателен для всех объектов.

«Лахта Центр» — LEED-сертифицированный небоскреб на самом высоком уровне. О создании цифровых двойников зданий и применении BIM-технологий при проектировании Лахта Центра читайте в нашем материале: Цифровой двойник: применение технологии на практике.

«Триумф парк» — самый большой сертифицированный ЖК. Находится в Московском районе Санкт-Петербурга. Полный «фарш» умных решений: энергосберегающие технологии от лифтов до лампочек, системы контроля утечек воды, вентилируемые фасады — так должен выглядеть по-настоящему комфортный жилой комплекс.

На сегодняшний день совсем немного домов соответствуют «зеленому» стандарту. Однако по мере повышения интереса граждан и застройщиков эта доля может расти.

Неэффективное использование BIM-моделирования

Технология BIM безусловно эффективна в определенных условиях, но имеет серьезные ограничения по использованию сторонних средств проектирования и до сих пор спотыкается о необходимость ручной работы в областях, не связанных с визуализацией проекта и организацией пространства и формы.

Насыщенная информацией трехмерная модель — это отличный инструмент как для отдельного специалиста, так и для совместной работы в группе. Но при этом внедрение BIM вызывает парадокс — первоначальные затраты на создание модели возрастают.

В случае ненадлежащего использования, недостатки в строительном проекте на основе BIM могут привести к несопоставимым ошибкам:

Комплекс Lotus Riverside, Китай. В 2009 г. обрушился только что построенный, но еще не сданный дом. Погиб один рабочий. Экспертиза выявила несколько ошибок проектирования: заданы неверные параметры размеров опорных свай, не были учтены характеристики грунта и его реакция на иные близлежащие строительные работы.

Vdara Hotel & Spa, Лас-Вегас, США. В первый же сезон, после открытия в декабре 2009 г., произошел неприятный инцидент. Стены здания, обладающие изогнутой формой, стали отражать солнечные лучи прямо на площадку зону отдыха. Отдыхающие получили ожоги, а пластмассовые предметы начали плавиться и гореть.

Эти случаи произошли около 10 лет назад, когда информационное моделирование не характеризовалась учетом такого количества переменных как сегодня. Потенциальным риском «зеленого» строительства может стать многократно увеличивающийся объем обрабатываемых данных с учетом снижения уровней загрязнения окружающей среды.

BIM, как важный инструмент в зеленом строительстве, меняет правила строительного рынка. Он обеспечивает новый уровень точности проектирования, принося пользу как окружающей среде, так и строительному сектору. Благодаря этому «зеленое здание», разработанное с использованием BIM, оказывает меньше негативного влияния на окружающую среду.

Состояние отечественного «зеленого строительства»: право и практика

В России 1 ноября 2022 г. вступил в силу «зеленый» стандарт строительства жилья, разработанный Минстроем и «Дом.РФ» на основе международных систем LEED, BREEAM, DGNB. Стандарт включает в себя 81 критерий в 10 категориях. Среди них:

• архитектура и планировка участка;
• организация и управление строительством;
• комфорт и качество внутренней среды;
• энергоэффективность и атмосфера;
• рациональное водопользование;
• материалы и ресурсоэффективность;
• отходы производства и потребления;
• экологическая безопасность территории и другие.

Достижение 16 критериев в каждой из 10 категорий оценки станет обязательным для признания здания «зеленым».

Что дальше

«Зеленое» строительство — это возможность сохранить экологию, улучшить условия жизни людей и при этом снизить расходы на содержание зданий. По всему миру идет улучшение процессов строительства за счет различных современных технологий. И даже несмотря на возможные трудности и риски, специалисты считают «зеленое» строительство перспективным направлением.