Концепция зеленого строительства подразумевает снижение воздействия человека на окружающую среду. В первую очередь речь идет об уменьшении углеродных выбросов, загрязнений ареала обитания человека строительными отходами, а также об эффективном использовании ресурсов. Вот почему экологические соображения концепции зеленого строительства обращены к энергетической и экономической эффективности зданий и сооружений.
Металлические конструкции занимают важное место в концепции зеленого строительства благодаря своей прочности, долговечности и возможности переработки. Фокус на устойчивом развитии строительной сферы в направлении повышения экологичности подталкивает производителей металлоконструкций к инновациям. Рассмотрим ряд аспектов, связанных с экологичностью строительных элементов из металла и современными тенденциями в отрасли.
Экологичность металлоконструкций
До 95% строительных конструкций из металла характеризуются замкнутым жизненным циклом и обладают рядом уникальных и важных преимуществ по сравнению с другими видами стройматериалов:
- возможность повторного использования — металлоконструкции можно переплавить, произвести новый стальной прокат и другие высокопрочные изделия;
- минимизация строительных отходов — детали стального каркаса изготавливают на заводе металлоконструкций, что значительно уменьшает объем строительного мусора на строительных объектах и на полигонах для хранения отходов разных классов опасности;
- уменьшение сроков строительства и объема энергопотребления — монтаж металлокаркаса происходит в соответствии с чертежами и маркировкой на самих элементах, что упрощает и ускоряет строительные работы, приводит к экономии энергоносителей на объекте;
- сравнительно небольшой вес конструкций — по сравнению с ЖБИ и монолитом, продукция из стали более легкая, а потому при ее использовании требуются машины и механизмы меньшей мощности, что снижает нагрузку на окружающую среду;
- долговечность — металлоконструкции характеризуются длительным сроком службы, что способствует уменьшению количества отходов и необходимости частых ремонтов и замен.
Таким образом, металлоконструкции можно отнести к экологически чистым вариантам строительства. Их применение способствует эффективному использованию ресурсов и минимизации негативного воздействия на окружающую среду, снижающим энергопотребление и уменьшающим углеродный след.
Энергоэффективность металлоконструкций
Энергоэффективность является важным аспектом при проектировании и эксплуатации зданий и сооружений. Она напрямую определяет затраты на энергию и экологическую устойчивость проектов. Внедрение современных технологий и тщательное проектирование могут значительно повысить ее уровень.
Основные направления повышения энергоэффективности:
- Теплоизоляция. Использование специальных материалов для теплоизоляции металлоконструкций помогает снизить потери тепла и повысить общую энергоэффективность зданий.
- Проектирование. Повысить энергоэффективность сможет проектирование металлоконструкций с учетом их взаимодействия с окружением.
- Системы отопления и охлаждения. Интеграция энергоэффективных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в металлоконструкции может сократить энергозатраты.
- Использование возобновляемых источников энергии. Внедрение солнечных панелей, ветрогенераторов или гидродвигателей на основе водяного колеса позволяет заметно сократить потребление энергии.
- Устойчивые материалы. Использование экологически чистых и перерабатываемых сплавов также способствует повышению энергоэффективности.
Металлы обладают высокой теплопроводностью, быстро нагреваются и остывают, поэтому здания на основе металлоконструкций необходимо правильно изолировать. Цель состоит в том, чтобы температурный режим внутри помещений сохранялся и не слишком зависел от условий окружающей среды.
К основным способам теплоизоляции металлоконструкций относятся:
- использование мягкой теплоизоляции (стекловата, минеральная вата), которую поставляют в рулонах и матах, а затем укладывают между металлическими элементами;
- жесткие теплоизоляционные плиты (экструдированный пенополистирол пенополиуретан, газобетонные блоки), которые удобно монтировать на поверхности легких стальных конструкций;
- системы теплоизоляции с воздушными зазорами между металлом и изоляционным материалом (навесные фасадные системы, обшивка внутренних поверхностей);
- установка подвесных потолков и внутренних перегородок с утеплением помогает улучшить теплоизоляцию внутри зданий;
- использование особых теплоизоляционных пленок, которые наносят непосредственно на поверхность металлоконструкций;
- специальные жаропрочные и теплоизоляционные покрытия для защиты стальных элементов от потерь тепла;
- использование нескольких видов теплоизоляции в одном проекте для достижения энергоэффективности зданий.
Инновационные решения и материалы
Достижения современной инженерии позволяют создавать металлические конструкции с применением инновационных материалов и способов производства, которые способствуют сокращению негативного воздействия на окружающую человека среду.
Инновации в материалах для производства металлоконструкций можно разделить на три большие группы:
- Суперпрочные сплавы. За последние годы разработаны новые виды сплавов с высокими механическими характеристиками. Они отличаются большой прочностью при меньшей толщине, что позволяет снизить массу конструкций и уменьшить расход материалов. Эти сплавы могут быть применены в различных архитектурных решениях, способны увеличить гибкость проектирования и сэкономить ресурсы. Главные особенности суперпрочных металлов:
- способность изменять форму, не меняя внутренней структуры;
- устойчивость к сверхвысоким температурам;
- повышенная антикоррозийная стойкость.
Как правило, сверхпрочность металлов достигается соединением нескольких компонентов в одном сплаве (с участием вольфрама, молибдена, кобальта, ниобия, титана) и специальными методами обработки (холодное прессование, спекание под нагрузкой). Повышенная износостойкость и способность противостоять коррозийным процессам повышают сроки эксплуатации металлоконструкций и снижают частоту ремонтов, что напрямую укладывается в концепцию зеленого строительства.
- Самовосстанавливающиеся материалы. Инновационные разработки в области самовосстанавливающихся сплавов позволяют обеспечить долговечность металлических конструкций. Например, такие материалы могут содержать специальные компоненты, которые активируются при возникновении повреждений, восстанавливая целостность структуры.
Данное свойство способно значительно сократить расходы на обслуживание металлоконструкций и повысить безопасность зданий и сооружений. Описанные качества демонстрируют антикоррозийные покрытия на основе цинка и никеля, а также сами сплавы, в состав которых входят данные металлы.
- Нанотехнологии. Применение покрытий и добавок, созданных на основе нанотехнологий, позволяет улучшить коррозионную стойкость и другие физико-механические характеристики металлических конструкций, что влияет на продолжительность их службы. В основе метода лежат создание и управление наноструктурами материалов (величиной 1─100 нм) с целью повышения их прочности и жесткости.
Современное зеленое строительство направлено на гармонизацию отношений человека и природной среды, стремится обеспечивать удобные и безопасные условия для жизни и работы людей, уменьшить негативное влияние на окружающий мир.
