Так ли уж незаметны для нас экологические перемены?⁠⁠

Изменение климата является не самой дешёвой проблемой в строительстве, и это не только из-за разрушительных действий клима-активистов.

Активисты Последнего Поколения* во время блокирования улицы

Ямы на улицах, перемазанные краской здания и поврежденный транспорт — действия Последнего Поколения* стоят больших денег. На данный момент основную тяжесть ущерба несут районы Берлина: только ремонт дыры на улице стоит до 2.900 евро - Источник

*Последнее Поколение (нем. Letzte Generation) - группа активистов устраивающая протесты, акции и блокады улиц с целью привлечь внимание политиков и простых граждан к проблемам изменения климата и его фатальным последствиям.

Во время учебы, экология была одним из предметов, на который мы ходили только ради зачета. Да, мы там учили что-то про глобальное потепление, загрязнения, выбросы и прочее, но все это воспринималось как-то абстрактно, оторвано от реальности и уж подавно от процесса строительства и проектирования. Недавно, общаясь с очередным заказчиком, осознала, насколько для меня лично изменилась ситуация за последние пару лет. В моем профессиональном поле вопросы экологии стали не только осязаемы, а превратились в очень конкретные требования, документы, конструктивные и технические решения.

Несмотря на то, что об изменения климата уже сейчас пишут многие, как европейские, так и российские исследователи, до сих пор мне попадаются люди, которые убеждены: изменения климата еще долго нас не коснутся, это проблема следующих поколений.

Особенно заметным это становится через экстремальные погодные явления, такие как повышенная жара и сухость, тропические дожди, град, шторма. Все это воздействует не только на людей, но и на здания и сооружения. Изменение климата требует пересмотра и переоценки воздействия окружающей среды. Часто нужны изменения или уточнения показателей и коэффициентов различных строительных расчетов. Например, всем знакомый теплотехнический расчет, базирующийся на температуре воздуха, или расчет ливневой канализации, зависящий от количества осадков. Но одно дело, когда N-количество осадков равномерно выпадает в течении трех месяцев, и совсем другое, когда эти три месяца стоит аномальная жара, а то же количество N выпадает за неделю нам на голову, на нашу крышу и в нашу ливневую канализацию. Количество N при этом не изменилось, изменилась интенсивность. В общем, статистические данные, принимаемые для этих расчетов из нормативных таблиц, больше не отражают реальные условия, что может привести к неправильному подбору конструкций, их перегрузке и повреждениям.

Так в Германии за последние годы значительно увеличилось количество повреждений вызванных экстремальными погодными явлениями, ранее нетипичными для региона.

Сильный шторм в Вуппертале: обрушилась крыша заправочной станции.

Наводнение 2021 года оставило после себя беспрецедентные разрушения во многих населенных пунктах.

А вот и совсем свежие фотографии из России, Ставрополь. Комментарии к посту тоже очень показательны. Спасибо @YanKey.izRossii

Для эффективной защиты проектируемых зданий от проблем, связанных с изменением климата, современным архитекторам приходится анализировать выявленные повреждения, оценивать риски и разрабатывать новые решения. Прежде всего, особое внимание уделяется теплозащите и теплосохранению, гидроизоляции, вентиляции, защите от прямых солнечных лучей и осадков.

Тепловые воздействия

Долго держащиеся высокие температуры воздуха не только мешают здоровому ночному сну, но и могут стать причиной проблем со здоровьем для жителей городов. Одновременно с этим они вызывают повреждения конструкций. Особенно подвержены таким повреждениям дорожные конструкции, бетонные дорожные полотна, места стыковки мостовых конструкций. При недостаточной ширине рабочего шва, в следствие нагревания и расширения материала, появляются дополнительные напряжения в бетонных плитах автобана, происходит сдвиг и разрыв элементов, так называемый Blow-Up эффект.

Представление баланса теплового излучения в результате солнечного излучения в естественной и запечатанной среде.

Долгосрочная эмиссия теплового излучения приводит к нагреванию воздуха. Не только структура, но и цвет поверхностей имеет значение. Темные поверхности нагреваются сильнее из-за сильного поглощения.

Теплоизоляция уменьшает передачу тепла через строительную конструкцию. Она способствует тому, что здание не переохлаждается зимой и не перегревается летом. Хорошая теплоизоляция уменьшает затраты на отопление и охлаждение, а также уменьшает опасность образования грибков на внутренних поверхностях.

Способность конструкций к сохранению тепла так же улучшает климат помещений посредством поддержания постоянной температуры в здании (без перепадов). Благодаря термической массе конструкция сохраняет и удерживает в себе тепло в жаркий день, предотвращая проникновение его в помещение, а затем медленно отдает во время ночного холода обратно в окружающую среду. Защита от прямых солнечных лучей также помогает избежать перегрева помещений.

Затопления и осадки

Площади запечатанных поверхностей в урбанистической среде могут достигать 90% общей площади. Это приводит к тому, что выпавшие осадки отводятся в ливневую канализацию по поверхности, набирая при этом большую скорость. Лишь малое количество воды просачивается в землю и питает грунтовые воды. Отдельные участки ливневки или целые улицы подвергаются потоплению, так как канализационная система не справляется с пиковым количеством осадков. Образуются застои в канализации, а вода, как известно, всегда идет по пути наименьшего сопротивления. Часто этим путём оказываются фундаменты и цокольные стены зданий.

Количество воды и её происхождение определяют класс воздействия и соответствующее конструктивное решение для гидроизоляции граничащих с грунтом частей здания.

Естественные, незапечатанные поверхности обладают коэффициентом водоотведения 0,1 - 0,2 (в зависимости от уклона), в то время как запечатанные поверхности 0,9 до 1,0. То есть почти 100% осадков оказывается, в конечном счёте, в ливневой канализации.

Представление баланса водоотведения с наклонной естественной и запечатанной поверхности.

Защита от осадков подразумевает удержание влаги от проникновения в конструкции и следующие за этим повреждения. Грамотное планирование отведения дождевых вод и многофункциональное использование площадей может помочь разгрузить инженерные сети.

Некоторые коммуны в Германии практикуют ограничение количества отвода дождевых вод в городскую ливневую канализацию с индивидуальных участков. Таким образом они вынуждают частных застройщиков самостоятельно организовывать на своём участке меры по водоотведению. Такими мерами может стать, например замедление или полное предотвращение отвода дождевых вод посредством устройства зеленых кровель, дождевых подземных и надземных цистерн, уменьшение запечатанных поверхностей и увеличение площади озеленения.

Многие мероприятия защиты обладают синергическим эффектом, то есть помогают защитить сразу от нескольких воздействий. Так, например, разгерметизация запечатанных поверхностей (асфальта, брусчатки на бетонном основании) и озеленение способствуют уменьшению летней жары и поддерживают естественный отвод дождевых вод.

Деревья с обширными кронами задерживают воду, испаряют ее с поверхности своих листьев, сохраняют воду в корневой системе и транспортируют ее в воздух, опять же, через поверхность листьев. Одно дерево с массой корневой системы от 300 до 500 кг может сэкономить до 70.000 л дождевой воды в канализации.

Испаряя влагу, листья деревьев тем самым уменьшают температуру и охлаждают воздух. Часть солнечного излучения полученного листьями и нужная для фотосинтеза крайне мала, большая часть этого излучения будет поглощена листом и превращена в тепловую энергию, которая в свою очередь будет использована как источник энергии при траспирации – испарении.

Тень крон деревьев уменьшает воздействие кратковременного солнечного излучения, редуцирует температуры воздуха и поверхностей. При планировании важно учитывать этот эффект и размещать большие деревья там, где они защитят фасады зданий от летнего жаркого облучения и не будет препятствовать проникновению света в более холодные зимние месяцы.

Помимо прочего деревья защищают от ветра, действуя как ветрорез (по аналогии с волнорезом), не блокируя потоки воздуха, а преломляя их. Они защищают почву от эррозии, воздух от пыли и загрязнений, служат местом обитания и источником питания для биологических видов.

Растения и деревья очень эффективный инструмент в борьбе с климатическими воздействиями, но и они подвержены их влиянию. Деревья находящиеся продолжительное время под воздействием засухи быстрее сбрасывают листву, т.е. уменьшается площадь испарения. Они больше подвержены ломкости, а трещины в коре из-за сухости служат путями проникновения вредителей. Все это уменьшает срок жизни дерева и его пользу для нас, или даже делают его опасным – травмы и повреждение объектов в результате облома веток или даже падения самого дерева.

Все это перестало быть для меня абстрактной экологией. Сегодня, работая над проектами, мне приходится много времени уделять защите деревьев, бороться за каждый квадратный сантиметр площади, оптимируя и уменьшая количество запечатанных площадей, увеличивая поверхность озеленения. Планировать водяные цистерны – для сохранения и использования дождевых вод. И системы орошения – для поддержания витальности растений в периоды засухи. Интегрировать в проекты зеленые кровли и фасады, солнцезащиту для людей и животных, альтернативные источники энергии.

Строительство нового вольера для Амурских тигров в зоопарке Штуттгарта. Подземная цистерна для хранения дождевой воды и памятник природы - австрийские дубы в пределах строительной площадки.

Мой телеграм-канал, без рекламы и чужого контента.