Жасыл құрылыс және экологиялық тұрақтылық принциптері

Кіріспе

Құрылыстарды салудың және оларды экологиялық жауапкершілікпен жасау үдерістері, тұрақты құрылыс принциптері

Жасыл құрылыс (жасыл құрылыс, тұрақты құрылыс немесе экологиялық таза құрылыс деп те аталады) – құрылыстың өмірлік циклы бойында экологиялық жауапкершілік пен ресурстарды тиімді пайдалану процестерін қамтиды: жоспарлаудан бастап жобалауға дейін, құрылыс, пайдалану, техникалық қызмет көрсету, жаңарту және бұзу. Бұл үшін жобаның барлық кезеңінде мердігер, сәулетшілер, инженерлер мен тапсырыс беруші тығыз ынтымақтасуы қажет. Жасыл құрылыс практикасы классикалық құрылыс дизайнының экономика, пайдалылық, беріктік және жайлылық мәселелерін кеңейтеді және толықтырады. Энергия және қоршаған ортаны жобалаудағы көшбасшылық (LEED) – АҚШ-тың Жасыл ғимараттар кеңесі әзірлеген жасыл ғимараттарды жобалау, салу, пайдалану және күтіп ұстау үшін рейтингтік жүйелер жиынтығы. Ғимараттардың тұрақтылығын растайтын басқа сертификаттық жүйелер – британдық BREEAM (Құрылыс зерттеулер мекемесінің қоршаған ортаны бағалау әдісі) ғимараттар мен ірі көлемдегі жобалар үшін немесе DGNB жүйесі (Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen e. V.), ол ғимараттардың, ішкі ортаның және аудандардың тұрақтылығын бағалауға арналған. Қазіргі уақытта Дүниежүзілік жасыл ғимараттар кеңесі жасыл ғимараттардың пайдаланушылардың денсаулығы мен өнімділігіне тигізетін әсері туралы зерттеулер жүргізіп жатыр және Дүниежүзілік банкпен EDGE (Үлкен тиімділік үшін дизайнға қатысты үлкен жетістіктер) нарық трансформациясы бағдарламасы мен сертификаттау арқылы дамушы нарықтардағы жасыл ғимараттарды ілгерілету үшін жұмыс істейді. Сонымен қатар, Австралиядағы Green Star, Таяу Шығыста қолданылатын Global Sustainability Assessment System (GSAS) және Малайзияда негізінен қолданылатын Green Building Index (GBI) сияқты басқа да құралдар бар. Құрылыс ақпараттық модельдеуі (BIM) – бұл орындардың физикалық және функционалдық сипаттамаларының цифрлық бейнелерін жасау және басқару процесі. Құрылыс ақпараттық модельдері (BIM) – ғимаратқа немесе басқа да салынған нысанға қатысты шешім қабылдауды қолдау үшін алынуы, алмастырылуы немесе желіге қосылуы мүмкін файлдар (көбінесе, бірақ әрқашан меншік форматтарында және меншік деректері бар емес). Қазіргі BIM бағдарламалық жасақтамасын жеке тұлғалар, бизнес және мемлекеттік органдар қолданады, олар су, қалдықтар, электр энергиясы, газ, байланыс коммуникациялары, жолдар, теміржолдар, көпірлер, порттар және туннельдер сияқты әртүрлі физикалық инфрақұрылымдарды жоспарлайды, жобалайды, жасайды, басқарады және ұстайды. Жасыл құрылыстарды салудағы қазіргі тәжірибені толықтыру үшін жаңа технологиялар үнемі әзірленіп жатса да, жасыл ғимараттардың ортақ мақсаты – энергияны, суды және басқа да ресурстарды тиімді пайдалану арқылы салынған ортаның адам денсаулығына және табиғи ортаға тигізетін жалпы әсерін азайту болып табылады:
Энергияны, суды және басқа да ресурстарды тиімді пайдалану
Тұрғындардың денсаулығын қорғау және қызметкерлердің өнімділігін арттыру (салауатты ғимараттарға қараңыз)
Қалдықтарды, ластануды және қоршаған ортаның нашарлауын азайту. Басқа да тақырыптарға тұрақты дизайн және жасыл сәулет жатады. Тұрақтылық – бұл болашақ ұрпақтардың қажеттіліктерін қанағаттандыру қабілетіне нұқсан келтірмей, қазіргі ұрпақтардың қажеттіліктерін қанағаттандыру деп анықталады. Кейбір жасыл құрылыс бағдарламалары қолданыстағы үйлерді қайта жабдықтау мәселесін қарастырмаса да, басқалары, әсіресе энергия тиімділігін арттыру үшін мемлекеттік бағдарламалар арқылы осы мәселені қарастырады. Жасыл құрылыс принциптерін жаңа құрылыстарға де, қайта жаңғырту жұмыстарына да оңай қолдануға болады. 2009 жылы АҚШ-тың жалпы қызмет көрсетулер басқармасының есебінде 12 тұрақты жобаланған ғимараттың пайдалану құны арзан екені және энергияны тиімді пайдаланатыны көрсетілді. Сонымен қатар, тұрғындар ғимаратқа көбірек қанағаттанды, қарапайым коммерциялық ғимараттармен салыстырғанда. Бұл экологиялық таза ғимараттар.

Green building (also known as green construction, sustainable building, or eco friendly building) refers to both a structure and the application of processes that are environmentally responsible and resource efficient throughout a building's life cycle: from planning to design, construction, operation, maintenance, renovation, and demolition. This requires close cooperation of the contractor, the architects, the engineers, and the client at all project stages. The Green Building practice expands and complements the classical building design concerns of economy, utility, durability, and comfort. Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) is a set of rating systems for the design, construction, operation, and maintenance of green buildings which was developed by the U. S. Green Building Council. Other certificate systems that confirm the sustainability of buildings are the British BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method) for buildings and large scale developments or the DGNB System (Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen e. V.) which benchmarks the sustainability performance of buildings, indoor environments and districts. Currently, the World Green Building Council is conducting research on the effects of green buildings on the health and productivity of their users and is working with the World Bank to promote Green Buildings in Emerging Markets through EDGE (Excellence in Design for Greater Efficiencies) Market Transformation Program and certification. There are also other tools such as Green Star in Australia, Global Sustainability Assessment System (GSAS) used in the Middle East and the Green Building Index (GBI) predominantly used in Malaysia. Building information modeling (BIM) is a process involving the generation and management of digital representations of physical and functional characteristics of places. Building information models (BIMs) are files (often but not always in proprietary formats and containing proprietary data) which can be extracted, exchanged, or networked to support decision making regarding a building or other built asset. Current BIM software is used by individuals, businesses, and government agencies who plan, design, construct, operate and maintain diverse physical infrastructures, such as water, refuse, electricity, gas, communication utilities, roads, railways, bridges, ports, and tunnels. Although new technologies are constantly being developed to complement current practices in creating greener structures, the common objective of green buildings is to reduce the overall impact of the built environment on human health and the natural environment by:
Efficiently using energy, water, and other resources
Protecting occupant health and improving employee productivity (see healthy building)
Reducing waste, pollution, and environmental degradation Other related topics include sustainable design and green architecture. Sustainability may be defined as meeting the needs of present generations without compromising the ability of future generations to meet their needs. Although some green building programs don't address the issue of retrofitting existing homes, others do, especially through public schemes for energy efficient refurbishment. Green construction principles can easily be applied to retrofit work as well as new construction. A 2009 report by the U. S. General Services Administration found 12 sustainably designed buildings that cost less to operate and have excellent energy performance. In addition, occupants were overall more satisfied with the building than those in typical commercial buildings. These are eco friendly buildings.

Қоршаған ортаға әсерді азайту

Ғимараттар энергия, электр энергиясы, су және материалдар тұтынудың үлкен бөлігін құрайды. 2020 жылы олар жаһандық энергия қолданылымының және энергиямен байланысты шығарындылардың 37% құрады, БҰҰ бағалауынша, бұл әлемдегі жалпы шығарындылардың 33% -ына үлес қосты. Құрылыс материалдарын өндіруді ескергенде, жаһандық шығарындылар 39% -ды құрады. Біріккен Ұлттар Ұйымының Қоршаған ортаны қорғау бағдарламасының мәліметінше, егер құрылыс саласындағы жаңа технологиялар осы қарқынды өсім кезеңінде қабылдалмаса, 2050 жылға қарай шығарындылар екі есеге артуы мүмкін. Әсіресе, толығымен шыныдан тұратын ғимараттар, әсіресе шыны бұрыштары, энергия тиімсіздігіне байланысты климаттың өзгеруіне елеулі үлес қосады. Бұл құрылыстар эстетикалық тартымды және көп мөлшерде табиғи жарық беруге мүмкіндік берсе де, олар жылуды ұстап, кондиционерлерді көбірек пайдалану қажеттілігін тудырады, бұл көміртегі шығарындыларын арттырады. Сарапшылар барлық шыныдан тұратын ғимараттардың дизайнын өзгертуді және олардың қоршаған ортаға тигізетін зиянды әсерін азайту үшін шектеулер енгізуді ұсынады. Ғимараттар үлкен мөлшерде жерді алып жатыр. Ұлттық ресурстар тізілімі мәліметінше, АҚШ-та шамамен 107 миллион акр (43,301,402 км²) жер игерілген. Халықаралық Энергия агенттігі жариялаған басылымда, қазіргі ғимараттар әлемдегі жалпы біріншілік энергия тұтынуының 40% -дан астамы мен жаһандық көмірқышқыл газы шығарындыларының 24% -ына жауапты екені есептелген. 2016 жылғы «Жаһандық жағдай туралы» есепте ғимараттар өндірілген барлық энергияның 30% -дан астамын тұтынады. Есепте былай делінген: «2°C-тан төмен траекторияда, ғимараттардың энергия тиімділігін арттыруға бағытталған тиімді шаралар қазіргі деңгейден сәл жоғары энергия сұранысын шектеуге мүмкіндік береді, яғни 2050 жылға қарай жаһандық ғимарат қорының орташа энергия интенсивтігі 80% -дан астамға төмендейді». Жасыл құрылыс тәжірибелері құрылыс секторының шығарындыларды едәуір азайту әлеуетіне ие екенін ескере отырып, ғимараттардың қоршаған ортаға тигізетін әсерін азайтуға бағытталған. Жалпы нұсқауларды былай қорытындылауға болады: әрбір ғимарат мүмкіндігінше кіші болуы керек. Дизайн мен құрылыста ең энергия тиімді және экологиялық таза әдістер қолданылса да, қалалардың кеңейіп кетуіне ықпал етуден аулақ болыңыз. Биоклиматтық дизайн қағидаттары энергия шығындарын және осыған байланысты көміртегі шығарындыларын азайтуға мүмкіндік береді. Биоклиматтық дизайн – бұл ғимараттың ішінде жайлы жағдай жасау үшін жергілікті климатты ескеретін құрылыс дизайнының әдісі. Бұл ғимараттың қаптамасының пішінін өзгерту немесе энергияны немесе жарықты пайдалану үшін күн сәулесінің әсерін барынша арттыру үшін ғимаратты оңтүстікке бұру сияқты қарапайым нәрсе болуы мүмкін. Қалалық жоспарлы құрылыстың шектеулерін ескере отырып, биоклиматтық принциптерді кішірек масштабта қолдануға болады, бірақ бұл әлі де қоршаған ортаға тигізетін әсерді азайтудың тиімді пассивті әдісі болып табылады.

Buildings represent a large part of energy, electricity, water and materials consumption. As of 2020, they account for 37% of global energy use and energy related emissions, which the United Nations estimate contributed to 33% of overall worldwide emissions. Including the manufacturing of building materials, the global emissions were 39%. If new technologies in construction are not adopted during this time of rapid growth, emissions could double by 2050, according to the United Nations Environment Program. Glass buildings, especially all glass skyscrapers, contribute significantly to climate change due to their energy inefficiency. While these structures are visually appealing and allow abundant natural light, they also trap heat, necessitating increased use of air conditioning systems, which contribute to higher carbon emissions. Experts advocate for design modifications and potential restrictions on all glass edifices to mitigate their detrimental environmental impact. Buildings account for a large amount of land. According to the National Resources Inventory, approximately 107 million acres (43,301,402 km2) of land in the United States are developed. The International Energy Agency released a publication that estimated that existing buildings are responsible for more than 40% of the world's total primary energy consumption and for 24% of global carbon dioxide emissions. According to Global status report from the year 2016, buildings consume more than 30% of all produced energy. The report states that "Under a below 2°C trajectory, effective action to improve building energy efficiency could limit building final energy demand to just above current levels, meaning that the average energy intensity of the global building stock would decrease by more than 80% by 2050". Green building practices aim to reduce the environmental impact of building as the building sector has the greatest potential to deliver significant cuts in emissions at little or no cost. General guidelines can be summarized as follows: Every building should be as small as possible. Avoid contributing to sprawl, even if the most energy efficient, environmentally sound methods are used in design and construction. Bioclimatic design principles are able to reduce energy expenditure and by extension, carbon emissions. Bioclimatic design is a method of building design that takes local climate into account to create comfortable conditions within the structure. This could be as simple as constructing a different shape for the building envelope or facing the building towards the south to maximize solar exposure for energy or lighting purposes. Given the limitations of city planned construction, bioclimatic principles may be employed on a lesser scale, however it is still an effective passive method to reduce environmental impact.

Жасыл құрылыс мақсаттары

Тұрақты даму тұжырымдамасының бастауы 1960-1970 жылдардағы энергия (әсіресе, қазба отын) дағдарысы мен қоршаған ортаның ластануына байланысты туындаған. 1962 жылы жарық көрген Рейчел Карсонның "Көктемнің үнсіздігі" кітабы экологиялық таза құрылысқа қатысты тұрақты дамуды сипаттауға жасалған алғашқы тың әрекеттердің бірі саналады. Экологиялық таза құрылыстың мәні – осы принциптердің бірін немесе бірнешеуін оңтайландыру болып табылады. Сонымен қатар, тиісті синергиялық жобалау арқылы жеке экологиялық таза құрылыс технологиялары бірігіп жұмыс істеп, күштірек жиынтық нәтиже беруі мүмкін. Экологиялық сәулеттің немесе тұрақты дизайнның эстетикалық жағы – ғимаратты қоршаған табиғи ерекшеліктермен және ресурстармен үйлесімде жобалау философиясы болып табылады. Тұрақты ғимараттарды жобалауда бірнеше маңызды қадам бар: жергілікті көздерден алынған "жасыл" құрылыс материалдарын таңдау, жүктемені азайту, жүйелерді оңтайландыру және учаске ішінде жаңартылатын энергияны өндіру.

Өмір циклын бағалау

Өмірлік циклді бағалау (ӨЖБ) қоршаған орта, әлеуметтік және экономикалық мәселелерге тар көзқараспен қараудан сақтауға көмектеседі, өйткені ол процестің бастапқы кезеңінен – шикізатты өндіруден бастап, материалдарды өңдеу, өндіріс, тарату, пайдалану, жөндеу және техникалық қызмет көрсету, сондай-ақ жою немесе қайта өңдеу сияқты соңғы кезеңіне дейінгі барлық сатыларымен байланысты әсерлердің толық спектрін бағалайды. Ескерілетін әсерлерге (басқалармен қатар) кіріктірілген энергия, жаһандық жылыну әлеуеті, ресурстарды пайдалану, ауаның ластануы, судың ластануы және қалдықтар жатады. Жасыл құрылыс саласында соңғы жылдары белгілі бір талаптарға сәйкес келуді қарастыратын, яғни қоршаған ортаға пайдалы деп есептелетін нақты практикаларды қолданудан, ӨЖБ арқылы нақты өнімділікті ғылыми тұрғыдан бағалауға көшу байқалды. ӨЖБ ғимараттардың қоршаған ортаға тигізетін әсерін бағалаудың ең тиімді тәсілі ретінде кеңінен мойындалса да (ISO 14040 стандарты ӨЖБ әдістемесін ұсынады), энергияны және өмірлік циклдің басқа да әсерлерін ескермей, экологиялық жауапкершілікпен жобаланған ғимараттарды құру мүмкін емес болғандықтан, ол әлі де жасыл құрылыс рейтингтік жүйелері мен кодекстерінің тұрақты талабы болып табылмады. Солтүстік Америкада ӨЖБ Green Globes рейтингтік жүйесінде белгілі бір деңгейде қолдауға ие және Green Globes негізіндегі, ANSI/GBI 01 2010: Коммерциялық ғимараттарға арналған жасыл құрылыс протоколына негізделген жаңа американдық ұлттық стандарттың бір бөлігі болып табылады. ӨЖБ сонымен қатар LEED жүйесінде пилоттық кредит ретінде қарастырылып жатыр, бірақ оны келесі үлкен редакцияға толыққанды енгізу туралы шешім әлі қабылданбады. Калифорния штаты 2010 жылғы Жасыл құрылыс стандарттары кодексінің жобасына ӨЖБ-ні ерікті шара ретінде қосты. ӨЖБ дизайн мамандары үшін күрделі және уақытты көп алатын процесс ретінде қарастырылса да, Ұлыбританиядағы BRE және Солтүстік Америкадағы Athena Sustainable Materials Institute сияқты зерттеу ұйымдары оны қолжетімді ету үшін жұмыс істеп жатыр. Ұлыбританияда BRE Green Guide to Specifications ӨЖБ негізінде 1500 құрылыс материалына рейтингтер ұсынады.

Орындылық пен құрылысты жобалау тиімділігі

Кез келген құрылыс жобасының негізі концепция және жобалау кезеңдерінде қаланады. Шындығында, концепция кезеңі – жобаның өмірлік циклындағы маңызды қадамдардың бірі, себебі ол жобаның құны мен тиімділігіне ең үлкен әсер етеді. Қоршаған ортаға оңтайлы ғимараттарды жобалаудағы мақсат – құрылыс жобасының өмірлік циклының барлық кезеңдерімен байланысты қоршаған ортаға тигізетін жалпы әсерді азайту болып табылады. Дегенмен, құрылыс процесі өндірістік процестен гөрі әлдеқайда күрделі, және әр ғимарат екіншісінен өзгеше болады, бірдей қайталанбайды. Сонымен қатар, ғимараттар – көптеген материалдар мен компоненттерден тұратын, олардың әрқайсысы жобалау кезеңінде шешілуге тиіс сан алуан жобалау айнымалыларын құрайтын өте күрделі өнімдер. Кез келген жобалау айнымалының өзгеруі ғимараттың өмірлік циклының барлық маңызды кезеңдерінде қоршаған ортаға әсер етуі мүмкін.

Энергия тиімділігі

Жасыл ғимараттар көбінесе энергия тұтынуды азайту шараларын қамтиды – ғимарат материалдарын өндіру, өңдеу, тасымалдау және орнату үшін қажетті энергияны, сондай-ақ жабдықтарды жылыту және электрмен қамтамасыз ету сияқты қызметтерді ұсынуға қажетті пайдалану энергиясын. Жоғары өнімділіктегі ғимараттар аз энергия тұтынатындықтан, кіріктірілген энергияның маңыздылығы артады және ол жалпы өмірлік цикл энергия тұтынуының 30%-ына дейін жете алады. АҚШ-тың өмірлік циклдық бағалау (LCI) деректер базасы жобасының нәтижелеріне сәйкес, негізінен ағаштан салынған ғимараттардың кіріктірілген энергиясы кірпіш, бетон немесе болаттан салынған ғимараттарға қарағанда төмен болады. Пайдалану энергиясын азайту үшін дизайнерлер ғимараттың қаптамасы арқылы ауаның ағып кетуін азайтатын конструкциялық ерекшеліктерді қолданады (сыртқы және ішкі кеңістік арасындағы кедергі). Олар сондай-ақ жоғары өнімділік терезелерін және қабырғалар, төбелер мен едендерде қосымша жылу оқшаулауды пайдаланады. Тағы бір стратегия – пассивті күн энергиясын пайдалану дизайны, көбінесе энергияны үнемдейтін үйлерде қолданылады. Дизайнерлер терезелер мен қабырғаларды бағыттайды және жаз айларында терезелер мен шатырларды көлеңкелеу үшін, ал қыс айларында күн сәулесінің максималды пайдасын алу үшін қосқыштар, верандалар мен ағаштарды орналастырады. Сонымен қатар, терезелердің тиімді орналасуы (күндізгі жарықтандыру) табиғи жарықты арттырады және күндіз электр жарығының қажеттілігін азайтады. Күн энергиясын пайдаланып суды жылыту энергия шығындарын одан әрі төмендетеді. Күн энергиясы, жел энергиясы, су энергиясы немесе биомасса арқылы жаңартылатын энергияны орнында өндіру ғимараттың қоршаған ортаға тигізетін әсерін айтарлықтай азайта алады. Электр энергиясын өндіру әдетте ғимаратқа қосымша орнатылатын ең қымбат мүмкіндік болып табылады. Жасыл ғимараттардың энергия тиімділігі сандық және сандық емес әдістермен бағалануы мүмкін. Бұған модельдеу, талдау және статистикалық құралдарды қолдану кіреді. 2024 жылдың сәуір айында жарияланған есепте Халықаралық Энергия Агенттігі (ХЭА) ғимараттардың әлемдік соңғы энергия тұтынудың шамамен 30%-ына және электр энергиясына деген сұраныстың 50%-дан астамына жауапты екенін атап өтті. Есепте 2015 жылдан 2022 жылға дейін жылу сорғыларының сатылымы үш есеге өскені, 2023 жылы сатылған көлік құралдарының 20%-ы электр көліктері болғаны және ғасырдың ортасына қарай Қытайдың электр энергиясына деген ең жоғары сұранысы екі есеге артуы мүмкін екені көрсетілді. Үндістандағы кондиционерлерге иелік деңгейі 2050 жылға қарай он есеге өседі, бұл электр энергиясына деген ең жоғары сұраныстың алты есеге өсуіне әкеледі, бірақ тиімді тәжірибелермен оны екі есеге азайтуға болады. 2050 жылға қарай сұранысқа жауап беру шаралары дамыған экономикалардағы үй шаруалықтарының электр энергиясы бойынша төлемдерін 7%-дан 12%-ға дейін және дамушы экономикаларда 20%-ға жуық төмендетуі мүмкін, ал 2030 жылға қарай ақылды құрылғыларды орнату саны екі есеге жуық артады. АҚШ 2030 жылға қарай ең жоғары сұранысты 116 ГВт-қа дейін азайтуға, жылына 80 миллион тоннаға аз көміртегі диоксидін шығаруға және жиырма жыл ішінде 100 миллиардтан 200 миллиард долларға дейін үнемдеуге мүмкіндік алады. Алабама штатындағы ақылды аудан дәстүрлі үйлермен салыстырғанда 35%-дан 45%-ға дейін энергияны үнемдеуді көрсетті.

Green buildings often include measures to reduce energy consumption – both the embodied energy required to extract, process, transport and install building materials and operating energy to provide services such as heating and power for equipment. As high performance buildings use less operating energy, embodied energy has assumed much greater importance – and may make up as much as 30% of the overall life cycle energy consumption. Studies such as the U. S. LCI Database Project show buildings built primarily with wood will have a lower embodied energy than those built primarily with brick, concrete, or steel. To reduce operating energy use, designers use details that reduce air leakage through the building envelope (the barrier between conditioned and unconditioned space). They also specify high performance windows and extra insulation in walls, ceilings, and floors. Another strategy, passive solar building design, is often implemented in low energy homes. Designers orient windows and walls and place awnings, porches, and trees to shade windows and roofs during the summer while maximizing solar gain in the winter. In addition, effective window placement (daylighting) can provide more natural light and lessen the need for electric lighting during the day. Solar water heating further reduces energy costs. Onsite generation of renewable energy through solar power, wind power, hydro power, or biomass can significantly reduce the environmental impact of the building. Power generation is generally the most expensive feature to add to a building. Energy efficiency for green buildings can be evaluated from either numerical or non numerical methods. These include use of simulation modelling, analytical or statistical tools. In a report published in April 2024, the International Energy Agency (IEA) highlighted that buildings are responsible for about 30% of global final energy consumption and over 50% of electricity demand. It noted the tripling of heat pump sales from 2015 to 2022, electric cars accounting for 20% of 2023 vehicle sales, and a potential doubling of China's peak electricity demand by mid century. India's air conditioner ownership could see a tenfold rise by 2050, causing a sixfold increase in peak electricity demand, which could be halved with efficient practices. By 2050, demand response measures might lower household electricity bills by 7% to 12% in advanced economies and nearly 20% in developing ones, with smart device installations nearly doubling by 2030. The US could see a 116 GW reduction in peak demand, 80 million tonnes less CO2 per year by 2030, and save between USD 100 billion and USD 200 billion over twenty years with grid interactive buildings. In Alabama, a smart neighborhood demonstrated 35% to 45% energy savings compared to traditional homes.

Су тиімділігі

Суды тұтынуды азайту және су сапасын қорғау – тұрақты құрылыстың маңызды мақсаттары. Су тұтынымының бірнеше маңызды мәселелерінің арасында, көптеген аймақтарда сумен жабдықтаушы жер асты суының деңгейіне деген талаптар, оның толықтылу қабілетінен асып түседі. Мүмкіндігі шегінде, нысандарда жергілікті жерде жиналған, қолданылған, тазартылған және қайта қолданылатын суға тәуелділік арттырылуы керек. Ғимараттың өмірлік циклі бойында суды қорғау және сақтау, унитазды шаю үшін суды қайта пайдаланатын екі құбырлы жүйелерді жобалау арқылы немесе көліктерді жуу үшін суды пайдалану арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Суды үнемдейтін құрылғыларды, мысалы, өте аз көлемді унитаздар мен төмен ағынды душтарды пайдалану арқылы кәріз суының көлемін азайтуға болады. Биделер унитаз қағазын қолдануды азайтады, кәріз жүйесіне түсетін жүктемені азайтады және нысан ішінде суды қайта пайдалану мүмкіндігін арттырады. Суды қолдану орнында тазарту және жылыту, су сапасын және энергия тиімділігін жақсартады, сонымен қатар айналымдағы су мөлшерін азайтады. Суару үшін ағынды және сұр суды пайдалану, жергілікті жер асты суына деген талапты азайтады. Су және энергия тиімділігі жоғары ірі коммерциялық ғимараттар LEED сертификатына ие болуға құқылы. Филадельфиядағы Comcast орталығы – Филадельфиядағы ең биік ғимарат. Бұл сонымен қатар LEED сертификатына ие АҚШ-тағы ең биік ғимараттардың бірі. Олардың экологиялық инженериясы гибридтік орталық суыту жүйесіне негізделген, ол судың орнына бу арқылы қабаттарды салқындатады. Burn's Mechanical компаниясы 58 қабаттан тұратын, 1,4 миллион шаршы фут көлемді көкжайдың толық қайта жаңарту жұмыстарын жүзеге асырды.

Материалдардың тиімділігі

"Жасыл" деп есептелетін құрылыс материалдарына үшінші тарап стандартына сәйкес сертификатталған ағаш, жылдам жаңарып түсетін өсімдік материалдары (мысалы, бамбук және сабан), өлшемді тас, қайта өңделген тас, қыш-бетон, қайта өңделген металл (қараңыз: мыстың тұрақтылығы және қайта өңделу мүмкіндігі) және басқа да уытты емес, қайта пайдалануға болатын, жаңарып түсетін және/немесе қайта өңделетін өнімдер жатады. Төменгі энергияны қажет ететін материалдар, жоғары энергия тұтынылатын және көміртегі/зиянды шығарындылары жоғары құрылыс материалдарын алмастыру үшін қолданылуы мүмкін. Бетон үшін жоғары өнімді, өзін-өзі жазатын нұсқасы бар, бірақ ластаушы қалдықтардың азырақ мөлшерін беретін нұсқалар қайта пайдалану және қосымша материалдарды қолдану идеяларын ұсынады; дәстүрлі бетон қоспаларын шлак, өндірістік қалдықтар және ірі ұсақ құмдармен алмастыру. Оқшаулауда да алмастыруға болатын көптеген мүмкіндіктер бар. Көп қолданылатын шыны талшықтарына экологиялық таза, азырақ энергия қажет ететін және ұқсас немесе жоғары R мәніне (дюйм қалыңдығына) ие, бәсекеге қабілетті бағадағы басқа оқшаулағыштар бәсекелес. Қой жүні, целлюлоза және ThermaCork тиімдірек, бірақ оларды пайдалану тасымалдау немесе орнату құнымен шектелуі мүмкін. Сонымен қатар, энергияны салыстыру құрылыс материалының таңдалуына және оның тиімділігіне көмектеседі. Тұрақты өндірілген жағдайда ағаш өндірісі бетон мен болатқа қарағанда аз шығарындылар береді, ал болатты технологияны жақсарту (мысалы, ЭЭЖ) және энергияны қайта өңдеу/көміртегіді ұстау арқылы тұрақтырақ өндіруге болады (құрылыс ортасында көміртегіні жүйелі түрде сақтау үшін толыққанды пайдаланылмаған әлеует). Қоршаған ортаны қорғау агенттігі (EPA) құрылыс жобаларында көмірдің жану өнімдері, құйма құм және бұзу қалдықтары сияқты қайта өңделген өнеркәсіптік тауарларды пайдалануды ұсынады. Сонымен қатар, цементті шығарындыларсыз жасау мүмкін емес. Дегенмен, позоланды клинкерлерді пайдалану цемент жасау кезінде шығарындыларды азайтуға көмектеседі.

Пайдалану мен техникалық қызмет көрсетуді оңтайландыру

Қаншалықты тұрақты жобаланған және салынған болса да, ғимарат оның тиімді пайдаланылуы мен дұрыс күтілуі арқылы ғана осылай қалуы мүмкін. Жобаның жоспарлау және дамыту процесінде пайдалану және техникалық қызмет көрсету (О&М) қызметкерлерінің қатысуын қамтамасыз ету, жобаның басында жобаланған экологиялық критерийлерді сақтауға көмектеседі. Жасыл ғимараттың барлық аспектілері ғимараттың өмірлік циклының О&М кезеңіне енгізілген. Жаңа жасыл технологияларды енгізу де О&М қызметкерлерінің құзыретіне жатады. Қалдықтарды азайту мақсаты ғимараттың өмірлік циклының жобалау, құрылыс және бұзу кезеңдерінде қолданылуы мүмкін болғанымен, қайта өңдеу және ауа сапасын жақсарту сияқты жасыл тәжірибелер О&М кезеңінде іске асырылады. О&М қызметкерлері энергия тиімділігі, ресурстарды сақтау, экологиялық таза өнімдер және басқа да тұрақты тәжірибелер саласындағы ең жақсы тәжірибелерді орнатуға ұмтылуы керек. Ғимарат операторлары мен тұрғындарына білім беру, О&М қызметтеріндегі тұрақты стратегияларды тиімді жүзеге асырудың кілті болып табылады.

Қалдықтарды азайту

Жасыл сәулет энергия, су және құрылыс кезінде қолданылатын материалдардың ысырап болуын азайтуға да бағытталған. Мысалы, Калифорнияда мемлекеттік қалдықтардың шамамен 60%-ы коммерциялық ғимараттардан түседі. Құрылыс кезеңіндегі мақсаттардың бірі – полигонға жіберілетін материал мөлшерін азайту. Жақсы жобаланған ғимараттар тұрғындардың шығаратын қалдықтарын да азайтуға көмектеседі, мысалы, компостқа арналған контейнерлер сияқты жеріндегі шешімдер ұсыну арқылы полигонға түсетін қалдықтарды азайтуға болады. Полигонға түсетін ағаш мөлшерін азайту үшін «Нейтральді Альянс» (үкімет, қоғамдық ұйымдар мен орман индустриясының коалициясы) dontwastewood.com веб-сайтын құрды. Сайтта реттеуші органдар, муниципалитеттер, құрылыс салушылар, мердігерлер, меншік иелері/операторлар және ағашты қайта өңдеу туралы ақпарат іздеген жеке тұлғалар/үй иелері үшін түрлі ресурстар бар. Ғимараттардың қызмет ету мерзімі біткеннен кейін, олар әдетте бұзылып, полигонға тасымалданады. Деконструкция – бұл әдетте «қалдық» саналатын материалдарды жинап, оларды пайдалы құрылыс материалы ретінде қайта пайдалану әдісі. Құрылыстың қызмет ету мерзімін ұзарту да қалдықтарды азайтады. Құдықтарға немесе су тазарту станцияларына тигізетін әсерді азайту үшін бірнеше мүмкіндік бар. «Сұр су», яғни ыдыс-аяқ жуу машиналары немесе кір жуу машиналарынан шыққан су, жер астына суару үшін немесе тазартылған жағдайда, дәретханаларды шаю сияқты ауыз суға жарамайтын мақсаттар үшін қолданылуы мүмкін. Жаңбыр суын жинағыштар да осы мақсаттарда қолданылады. Орталықтандырылған су тазарту жүйелері қымбатқа түсіп, көп энергияны қажет етеді. Бұл процеске балама ретінде қалдықтар мен ағынды суларды тыңайтқышқа айналдыру қарастырылады, бұл шығындарды болдырмайды және қосымша пайдалар береді. Адам қалдықтарын бастапқы көзінен жинап, басқа биологиялық қалдықтармен бірге жартылай орталықтандырылған биогаз станциясына жіберу арқылы сұйық тыңайтқыш өндіруге болады. Бұл тұжырым 1990 жылдардың соңында Германияның Любек қаласындағы бір елді мекенде көрсетілді. Мұндай тәжірибелер топыраққа органикалық қоректік заттармен қамтамасыз етеді және атмосферадан көмірқышқыл газын сіңіретін көміртегі шөгінділерін құрайды, бұл парниктік газдар эмиссиясын өтеуге көмектеседі. Жасанды тыңайтқыштарды өндіру бұл процеске қарағанда энергия тұрғысынан қымбат.

Green architecture also seeks to reduce waste of energy, water and materials used during construction. For example, in California nearly 60% of the state's waste comes from commercial buildings During the construction phase, one goal should be to reduce the amount of material going to landfills. Well designed buildings also help reduce the amount of waste generated by the occupants as well, by providing on site solutions such as compost bins to reduce matter going to landfills. To reduce the amount of wood that goes to landfill, Neutral Alliance (a coalition of government, NGOs and the forest industry) created the website dontwastewood. com. The site includes a variety of resources for regulators, municipalities, developers, contractors, owner/operators and individuals/homeowners looking for information on wood recycling. When buildings reach the end of their useful life, they are typically demolished and hauled to landfills. Deconstruction is a method of harvesting what is commonly considered "waste" and reclaiming it into useful building material. Extending the useful life of a structure also reduces waste – building materials such as wood that are light and easy to work with make renovations easier. To reduce the impact on wells or water treatment plants, several options exist. "Greywater", wastewater from sources such as dishwashing or washing machines, can be used for subsurface irrigation, or if treated, for non potable purposes, e. g., to flush toilets and wash cars. Rainwater collectors are used for similar purposes. Centralized wastewater treatment systems can be costly and use a lot of energy. An alternative to this process is converting waste and wastewater into fertilizer, which avoids these costs and shows other benefits. By collecting human waste at the source and running it to a semi centralized biogas plant with other biological waste, liquid fertilizer can be produced. This concept was demonstrated by a settlement in Lübeck Germany in the late 1990s. Practices like these provide soil with organic nutrients and create carbon sinks that remove carbon dioxide from the atmosphere, offsetting greenhouse gas emission. Producing artificial fertilizer is also more costly in energy than this process.

Электр желісіне әсерін азайту

Электр желілері ең жоғары сұранысқа (басқаша атау - ең жоғары жүктеме) негізделеді. Ең жоғары сұраныс ватт (W) бірліктерінде өлшенеді. Ол электр энергиясының қаншалықты жылдам тұтылатынын көрсетеді. Тұрғын үйлерде электр энергиясы көбінесе электр энергиясы үшін (киловатт-сағат, кВт⋅сағ) төленеді. Жасыл немесе тұрақты ғимараттар электр энергиясын үнемдеуге қабілетті, бірақ ең жоғары сұранысты міндетті түрде төмендетіп қоймайды. Тұрақты ғимараттардың мүмкіндіктері тиімді жобаланып, салынып, пайдаланылса, электр желісін кеңейту қажеттілігі азаяды, сондай-ақ көміртегі шығарылымы мен климаттың өзгеруіне тигізетін әсер де төмендейді. Бұл тұрақты мүмкіндіктерге дұрыс бағдарлану, жеткілікті ішкі жылу сыйымдылығы, жақсы жылу оқшаулау, фотоэлектрлік панельдер, жылу немесе электр энергиясын сақтау жүйелері, сондай-ақ ақылды ғимарат (үй) энергиясын басқару жүйелері жатады.

Шығын мен пайда

Экологиялық таза ғимараттар салуда ең көп сынға ұшыраған мәселе – бағасы. Фотовольтаикалық элементтер, жаңа құрылғылар және заманауи технологиялар көбінесе қымбатқа түседі. Көптеген жасыл ғимараттар құны 2%-ға дейін артық, бірақ ғимараттың өмірлік циклі бойында 10 есе көп пайда әкеледі. Бұл мәселе алдын ала шығындар мен өмірлік цикл бағасы туралы білімнің арасындағы түсініксіздікте жатыр. Ақша үнемдеуі, энергия тұтынуды тиімді пайдалану арқасында энергия шоттарының төмендеуіне байланысты. Болжамдар бойынша, әртүрлі секторлар энергия шоттарынан 130 миллиард долларға дейін үнемдей алады. Сонымен қатар, жұмыскерлердің немесе студенттердің өнімділігінің артуы үнемдеуге және шығындарды азайтуға ықпал етеді. Сан алуан зерттеулер жасыл құрылыс жобаларының жұмыскерлер өнімділігіне тигізетін оң әсерін көрсетті. Жалпы алғанда, "өнімділіктің жоғарылауы мен жұмыс орнына ризашылықпен қарайтын қызметкерлер арасында тікелей байланыс бар" деген қорытындыға келген. Әсіресе, жасыл ғимараттардың жобалау ерекшеліктері, мысалы, жарықтандыруды жақсарту, зиянды заттарды азайту, жетілдірілген желдету жүйелері және зиянсыз құрылыс материалдарын қолдану жұмыскерлердің өнімділігіне елеулі әсер етеді. "Жасыл құрылыстың экономикалық негізі" атты еңбегінде АҚШ Жасыл құрылыс кеңесі коммерциялық энергияны жаңартудың жұмыскерлердің денсаулығын және осы арқылы өнімділігін қалай арттыратынына тағы бір нақты мысал келтіреді: "АҚШ халқының 90% уақытын үй ішінде өткізеді. EPA жүргізген зерттеулер көрсеткендей, үй ішіндегі зиянды заттардың деңгейі сыртқы ортадан 10 есе жоғары болуы мүмкін. LEED сертификаты бар ғимараттардың ішкі ортасы денсаулыққа пайдалы, таза және қолайлы". Зерттеулерге сәйкес, 20 жылдық пайдалану мерзімі ішінде кейбір жасыл ғимараттар бір шаршы футқа 53-тен 71 долларға дейін инвестицияны қайтарады. Жасыл құрылысқа инвестициялардың тиімділігін растайтын коммерциялық жылжымайтын мүлік нарығындағы қосымша зерттеулер LEED және Energy Star сертификаты бар ғимараттардың жалға алу бағасы, сату құны және толтыру деңгейі жоғары екенін, ал капиталдандыру ставкалары төмендегенін көрсетті, бұл инвестициялық тәуекелдің төмендеуін білдіреді.

The most criticized issue about constructing environmentally friendly buildings is the price. Photovoltaics, new appliances, and modern technologies tend to cost more money. Most green buildings cost a premium of <2%, but yield 10 times as much over the entire life of the building. The stigma is between the knowledge of up front cost vs. life cycle cost. The savings in money come from more efficient use of utilities which result in decreased energy bills. It is projected that different sectors could save $130 billion on energy bills. Also, higher worker or student productivity can be factored into savings and cost deductions. Numerous studies have shown the measurable benefit of green building initiatives on worker productivity. In general it has been found that, "there is a direct correlation between increased productivity and employees who love being in their work space." Specifically, worker productivity can be significantly impacted by certain aspects of green building design such as improved lighting, reduction of pollutants, advanced ventilation systems and the use of non toxic building materials. In "The Business Case for Green Building", the U. S. Green Building Council gives another specific example of how commercial energy retrofits increase worker health and thus productivity, "People in the U. S. spend about 90% of their time indoors. EPA studies indicate indoor levels of pollutants may be up to ten times higher than outdoor levels. LEED certified buildings are designed to have healthier, cleaner indoor environmental quality, which means health benefits for occupants." Studies have shown over a 20 year life period, some green buildings have yielded $53 to $71 per square foot back on investment. Confirming the rentability of green building investments, further studies of the commercial real estate market have found that LEED and Energy Star certified buildings achieve significantly higher rents, sale prices and occupancy rates as well as lower capitalization rates potentially reflecting lower investment risk.

Жасыл аудандар мен ауылдар

ХХІ ғасырдың басында жасыл құрылыс қағидаларын жеке ғимараттар ғана емес, сонымен қатар көршілес аудандар мен ауылдар деңгейінде енгізуге күш салысты. Мақсаты – нөлдік энергияны тұтынатын аудандар мен ауылдарды құру, яғни олар өздеріне қажетті барлық энергияны өндіруге тиіс. Олар сондай-ақ қалдықтарды қайта пайдаланады, тұрақты көлік жүйесін қолданады және өздерінің тамақ өнімдерін өндіреді. Жасыл ауылдар тұрақты климаттық шараларды орталықтандырылмаған түрде енгізудің бір жолы ретінде қарастырылады, бұл әсіресе халықтың көп бөлігі шашыраңқы ауылдарда немесе ауылдық жерлерде тұратын Үндістан сияқты елдер үшін маңызды, онда халықтың 74% 600 000-нан астам түрлі ауылда тұрады.