Зелёное строительство: принципы и технологии устойчивого развития

Зелёное строительство: принципы экологичного проектирования, строительства и эксплуатации зданий. LEED, BREEAM, DGNB – системы сертификации устойчивости.

18 мин чтения

100%

Источник: Green building — Wikipedia

Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.

Содержание

Введение

Структуры и процессы создания экологически ответственных зданий – принципы устойчивого строительства.

Зеленое строительство (также известное как экологическое строительство, устойчивое здание или экологически чистое здание) относится как к самой структуре, так и к применению экологически ответственных и ресурсоэффективных процессов на протяжении всего жизненного цикла здания: от планирования и проектирования до строительства, эксплуатации, обслуживания, реконструкции и демонтажа. Это требует тесного сотрудничества подрядчика, архитекторов, инженеров и заказчика на всех этапах проекта. Практика зеленого строительства расширяет и дополняет традиционные аспекты проектирования зданий, такие как экономичность, функциональность, долговечность и комфорт. Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) – это набор систем оценки для проектирования, строительства, эксплуатации и обслуживания зеленых зданий, разработанный Советом по экологическому строительству США. Другие системы сертификации, подтверждающие устойчивость зданий, включают британскую BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method) для зданий и крупных проектов, а также систему DGNB (Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen e. V.), которая оценивает показатели устойчивости зданий, внутренних сред и территорий. В настоящее время Всемирный совет по экологически чистым зданиям проводит исследования влияния зеленых зданий на здоровье и продуктивность их пользователей и сотрудничает со Всемирным банком для продвижения зеленых зданий на развивающихся рынках посредством Программы трансформации рынка и сертификации EDGE (Excellence in Design for Greater Efficiencies). Существуют также другие инструменты, такие как Green Star в Австралии, Глобальная система оценки устойчивости (GSAS), используемая на Ближнем Востоке, и Индекс зеленых зданий (GBI), преимущественно применяемый в Малайзии. Информационное моделирование зданий (BIM) – это процесс создания и управления цифровыми представлениями физических и функциональных характеристик объектов. Информационные модели зданий (BIM) – это файлы (часто, но не всегда в проприетарных форматах и содержащие проприетарные данные), которые могут быть извлечены, переданы или использованы в сети для поддержки принятия решений, касающихся здания или другого объекта недвижимости. Современное программное обеспечение BIM используется частными лицами, предприятиями и государственными учреждениями, которые планируют, проектируют, строят, эксплуатируют и обслуживают различные физические инфраструктуры, такие как водоснабжение, утилизация отходов, электроснабжение, газоснабжение, коммуникации, дороги, железные дороги, мосты, порты и туннели. Хотя постоянно разрабатываются новые технологии для дополнения существующих практик в создании более экологичных зданий, общая цель зеленого строительства – сократить общее воздействие строительной среды на здоровье человека и окружающую среду за счет:
Эффективного использования энергии, воды и других ресурсов.
Обеспечения здоровья и повышения производительности труда. (см. здоровое здание)
Сокращения отходов, загрязнения и деградации окружающей среды.
Другие связанные темы включают устойчивый дизайн и зеленую архитектуру. Устойчивость определяется как удовлетворение потребностей нынешнего поколения без ущерба для способности будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности. Хотя некоторые программы зеленого строительства не рассматривают вопрос модернизации существующих зданий, другие решают эту проблему, особенно посредством государственных схем энергоэффективной реконструкции. Принципы зеленого строительства могут быть легко применены как к реконструкции, так и к новому строительству. Отчет Управления государственных служб США за 2009 год выявил 12 зданий, спроектированных с учетом принципов устойчивого развития, которые обходятся дешевле в эксплуатации и демонстрируют отличные показатели энергоэффективности. Кроме того, жильцы в целом были более довольны этими зданиями, чем в типичных коммерческих зданиях. Это экологически чистые здания.

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.

Сокращение воздействия на окружающую среду

Здания составляют значительную часть потребления энергии, электроэнергии, воды и материалов. По состоянию на 2020 год на них приходится 37% мирового потребления энергии и выбросов, связанных с энергией, что, по оценкам Организации Объединенных Наций, составляет 33% от общего объема мировых выбросов. С учетом производства строительных материалов, глобальные выбросы составили 39%. Если новые технологии в строительстве не будут внедрены в период быстрого роста, выбросы могут удвоиться к 2050 году, согласно Программе ООН по окружающей среде. Стеклянные здания, особенно полностью стеклянные небоскребы, вносят существенный вклад в изменение климата из-за их энергонеэффективности. Хотя эти сооружения визуально привлекательны и обеспечивают обилие естественного света, они также накапливают тепло, что требует увеличения использования систем кондиционирования воздуха, что приводит к увеличению выбросов углерода. Эксперты выступают за изменения в проектировании и возможные ограничения на строительство полностью стеклянных зданий для смягчения их негативного воздействия на окружающую среду. Под застройку отведено значительное количество земли. Согласно Национальной инвентаризации ресурсов, в Соединенных Штатах освоено около 107 миллионов акров (43 301 402 км²). Международное энергетическое агентство опубликовало данные, согласно которым существующие здания ответственны за более чем 40% мирового общего потребления первичной энергии и за 24% глобальных выбросов углекислого газа. Согласно Глобальному отчету о состоянии энергетики за 2016 год, здания потребляют более 30% всей производимой энергии. В отчете говорится, что "при сценарии удержания глобального потепления ниже 2°C, эффективные меры по повышению энергоэффективности зданий могут ограничить конечный спрос на энергию в зданиях чуть выше текущего уровня, что означает снижение средней энергоемкости мирового строительного фонда более чем на 80% к 2050 году". Экологически рациональные строительные практики направлены на снижение воздействия строительства на окружающую среду, поскольку строительный сектор обладает наибольшим потенциалом для существенного сокращения выбросов с минимальными или нулевыми затратами. Основные принципы можно сформулировать следующим образом: каждое здание должно быть как можно меньше по площади. Следует избегать расширения городской застройки, даже если при проектировании и строительстве используются наиболее энергоэффективные и экологически безопасные методы. Принципы биоклиматического проектирования позволяют снизить энергозатраты и, как следствие, выбросы углерода. Биоклиматическое проектирование – это метод проектирования зданий, учитывающий местные климатические условия для создания комфортной среды внутри сооружения. Это может быть реализовано путем придания зданию иной формы или ориентации его по сторонам света, например, ориентации на юг для максимального использования солнечной энергии для освещения или отопления. Учитывая ограничения, связанные с планированием городской застройки, принципы биоклиматического проектирования могут применяться в меньшем масштабе, однако это все равно является эффективным пассивным методом снижения воздействия на окружающую среду.

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.

Цели зеленого строительства

Концепция устойчивого развития берет свое начало в энергетическом (особенно нефтяном) кризисе и проблемах загрязнения окружающей среды 1960-х и 1970-х годов. Книга Рейчел Карсон "Тихая весна", опубликованная в 1962 году, считается одной из первых попыток описать устойчивое развитие в контексте экологического строительства. Суть экологического строительства заключается в оптимизации одного или нескольких из этих принципов. Более того, при грамотном синергетическом проектировании отдельные экологические технологии могут взаимодействовать, создавая больший совокупный эффект. В эстетическом аспекте экологической архитектуры или устойчивого дизайна лежит философия проектирования зданий, гармонирующих с природными особенностями и ресурсами окружающей территории. Существует несколько ключевых этапов проектирования устойчивых зданий: использование "зеленых" строительных материалов местного производства, снижение нагрузок, оптимизация систем и выработка возобновляемой энергии непосредственно на объекте.

Оценка жизненного цикла

Оценка жизненного цикла (ОЖК) позволяет избежать узкого взгляда на экологические, социальные и экономические аспекты, оценивая весь спектр воздействий, связанных со всеми этапами жизненного цикла процесса: от добычи сырья, через переработку материалов, производство, дистрибуцию, использование, ремонт и обслуживание, до утилизации или переработки. Учитываемые воздействия включают (в частности) воплощенную энергию, потенциал глобального потепления, использование ресурсов, загрязнение воздуха, загрязнение воды и образование отходов. В сфере экологического строительства в последние годы наблюдается сдвиг от предписывающего подхода, основанного на предположении о превосходстве определенных практик для окружающей среды, к научной оценке фактической эффективности с помощью ОЖК. Хотя ОЖК широко признана наилучшим методом оценки воздействия зданий на окружающую среду (ISO 14040 предоставляет общепризнанную методологию ОЖК), она пока не является обязательным требованием систем и сводов правил экологического строительства, несмотря на то, что воплощенная энергия и другие воздействия жизненного цикла критически важны для проектирования экологически ответственных зданий. В Северной Америке ОЖК в определенной степени поощряется в системе рейтингов Green Globes и является частью нового американского национального стандарта, основанного на Green Globes, ANSI/GBI 01 2010: Протокол экологического строительства для коммерческих зданий. ОЖК также включена в систему LEED в качестве пилотного кредита, однако решение о ее полном включении в следующую крупную редакцию еще не принято. В 2010 году штат Калифорния включил ОЖК в качестве добровольной меры в проект Кодекса экологических строительных стандартов. Несмотря на то, что ОЖК часто воспринимается как излишне сложная и трудоемкая для регулярного использования специалистами по проектированию, исследовательские организации, такие как BRE в Великобритании и Институт устойчивых материалов Athena в Северной Америке, работают над повышением ее доступности. В Великобритании "Зеленое руководство по спецификациям" BRE предоставляет рейтинги для 1500 строительных материалов, основанные на ОЖК.

Эффективность проектирования местоположения и конструкции

Основа любого строительного проекта закладывается на этапах разработки концепции и проектирования. Этап концепции, на самом деле, является одним из ключевых этапов жизненного цикла проекта, поскольку оказывает наибольшее влияние на стоимость и эффективность. При проектировании экологически оптимальных зданий целью является минимизация общего воздействия на окружающую среду на всех этапах жизненного цикла здания. Однако процесс строительства не так стандартизирован, как промышленный, и отличается для каждого здания, никогда не повторяясь в точности. Более того, здания – это гораздо более сложные объекты, состоящие из множества материалов и компонентов, каждый из которых представляет собой различные конструктивные параметры, определяемые на этапе проектирования. Изменение любого из этих параметров может повлиять на состояние окружающей среды на всех значимых этапах жизненного цикла здания.

Энергоэффективность

Зеленые здания часто включают в себя меры по сокращению потребления энергии – как энергии, затраченной на добычу, переработку, транспортировку и установку строительных материалов, так и операционной энергии, необходимой для обеспечения таких услуг, как отопление и питание оборудования. Поскольку высокоэффективные здания потребляют меньше операционной энергии, энергия, воплощенная в материалах, приобрела гораздо большее значение и может составлять до 30% от общего потребления энергии за весь жизненный цикл. Исследования, такие как проект базы данных LCI США, показывают, что здания, построенные преимущественно из дерева, будут иметь меньшую энергию, воплощенную в материалах, чем здания, построенные преимущественно из кирпича, бетона или стали. Для снижения операционного энергопотребления проектировщики используют детали, уменьшающие утечки воздуха через ограждающую конструкцию (барьер между отапливаемым и неотапливаемым пространством). Они также применяют высокоэффективные окна и дополнительную теплоизоляцию в стенах, потолках и полах. Другая стратегия, пассивная солнечная архитектура, часто используется в энергоэффективных домах. Проектировщики ориентируют окна и стены, а также размещают навесы, веранды и деревья для затенения окон и крыш летом, одновременно максимизируя солнечные выгоды зимой. Кроме того, эффективное размещение окон (естественное освещение) может обеспечить больше естественного света и снизить потребность в электрическом освещении в течение дня. Солнечное водонагревание дополнительно снижает энергетические затраты. Установка на месте возобновляемых источников энергии, таких как солнечная, ветровая, гидро- или биоэнергия, может значительно снизить воздействие здания на окружающую среду. Производство электроэнергии, как правило, является наиболее дорогостоящей функцией, добавляемой в здание. Энергоэффективность зеленых зданий может оцениваться как численными, так и нечисловыми методами, включая использование компьютерного моделирования, аналитических или статистических инструментов. В отчете, опубликованном в апреле 2024 года, Международное энергетическое агентство (МЭА) подчеркнуло, что здания ответственны примерно за 30% мирового конечного потребления энергии и более 50% спроса на электроэнергию. В отчете отмечается утроение продаж тепловых насосов с 2015 по 2022 год, доля электромобилей в продажах автомобилей в 2023 году составила 20%, а пиковый спрос на электроэнергию в Китае к середине века может удвоиться. В Индии количество кондиционеров может увеличиться в десять раз к 2050 году, что приведет к шестикратному увеличению пикового спроса на электроэнергию, который можно сократить вдвое за счет эффективных методов. К 2050 году меры по управлению спросом могут снизить счета за электроэнергию в домохозяйствах на 7–12% в развитых странах и почти на 20% в развивающихся странах, а количество установленных интеллектуальных устройств почти удвоится к 2030 году. В США можно сократить пиковый спрос на 116 ГВт, уменьшить выбросы CO2 на 80 миллионов тонн в год к 2030 году и сэкономить от 100 до 200 миллиардов долларов США в течение двадцати лет за счет использования зданий, взаимодействующих с энергосетью. В Алабаме умный район продемонстрировал экономию энергии от 35% до 45% по сравнению с традиционными домами.

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.

Водоэффективность

Сокращение потребления воды и защита качества воды являются ключевыми задачами устойчивого строительства. Важной проблемой, связанной с потреблением воды, является то, что во многих регионах спрос на подземные воды превышает их способность к естественному восполнению. По возможности, объекты должны максимально увеличить использование воды, собираемой, используемой, очищенной и повторно используемой непосредственно на территории. Защита и сохранение водных ресурсов на протяжении всего жизненного цикла здания может быть достигнуто за счет проектирования систем двойного водоснабжения, перерабатывающих воду для смыва унитазов, или использования воды для мойки автомобилей. Минимизировать образование сточных вод можно, применяя водосберегающие устройства, такие как унитазы с ультра-низким расходом воды и душевые лейки с низким напором. Биде помогают сократить использование туалетной бумаги, уменьшая нагрузку на канализационные сети и расширяя возможности повторного использования воды на месте. Локальная очистка и нагрев воды улучшают как качество воды, так и энергоэффективность, одновременно снижая объем воды в системе. Использование нефекальных сточных вод и серой воды для нужд на территории, например, для полива, позволит снизить нагрузку на местные подземные воды. Крупные коммерческие здания, демонстрирующие высокую водо- и энергоэффективность, могут претендовать на сертификацию LEED. Comcast Center в Филадельфии – самое высокое здание в Филадельфии и одно из самых высоких в США, имеющих сертификат LEED. Их система экологической инженерии включает в себя гибридную центральную систему охлаждения, использующую пар вместо воды для охлаждения помещений по этажам. Компания Burn's Mechanical осуществила полную реконструкцию этого 58-этажного небоскреба площадью 1,4 миллиона квадратных футов.

Эффективность материалов

Строительные материалы, которые обычно считаются «зелеными», включают древесину (сертифицированную по стандарту третьей стороны), быстро возобновляемые растительные материалы (например, бамбук и солому), облицовочный камень, переработанный камень, конопляный бетон, переработанный металл (см. устойчивость и перерабатываемость меди) и другие нетоксичные, многоразовые, возобновляемые и/или перерабатываемые продукты. Материалы с меньшим количеством воплощенной энергии могут использоваться в качестве замены обычным строительным материалам с высокой степенью энергопотребления и выбросов углерода/вредных веществ. Для бетона доступна высокоэффективная самовосстанавливающаяся версия, однако варианты с меньшим количеством образующихся отходов рассматривают возможности вторичной переработки и добавления компонентов; замена традиционных бетонных смесей шлаком, производственными отходами и заполнителями. Изоляция также предлагает множество возможностей для замены. Широко используемое стекловолокно конкурирует с другими экологически чистыми изоляторами с низким содержанием воплощенной энергии, обладающими аналогичными или более высокими показателями R (на дюйм толщины) по конкурентоспособной цене. Овечья шерсть, целлюлоза и ThermaCork демонстрируют более высокую эффективность, однако их использование может быть ограничено транспортными или монтажными расходами. Кроме того, сравнение воплощенной энергии помогает определить выбор строительного материала и его эффективность. Производство древесины выделяет меньше выбросов, чем производство бетона и стали, при условии устойчивого лесопользования, а сталь может производиться более устойчиво благодаря усовершенствованиям технологий (например, EAF) и переработке энергии/улавливанию углерода (недостаточно используемый потенциал для систематического хранения углерода в строительной среде). Агентство по охране окружающей среды также рекомендует использовать переработанные промышленные отходы, такие как продукты сгорания угля, литейный песок и строительный мусор в строительных проектах. Кроме того, производство цемента без образования клинкера неизбежно. Однако использование пуццолановых добавок может снизить выбросы при производстве цемента.

Оптимизация эксплуатации и технического обслуживания

Независимо от того, насколько экологичным было проектирование и строительство здания, оно может оставаться таковым только при ответственной эксплуатации и надлежащем обслуживании. Вовлечение персонала по эксплуатации и техническому обслуживанию (ОиТО) в процесс планирования и разработки проекта поможет сохранить экологические критерии, заложенные в самом начале. Все аспекты экологичного строительства интегрируются в фазу эксплуатации и технического обслуживания здания. Внедрение новых экологичных технологий также ложится на плечи персонала ОиТО. Хотя цели по сокращению отходов могут быть реализованы на этапах проектирования, строительства и демонтажа здания, именно на этапе ОиТО применяются экологичные практики, такие как переработка и улучшение качества воздуха. Персонал ОиТО должен стремиться к внедрению лучших практик в области энергоэффективности, сохранения ресурсов, использования экологически безопасных материалов и других устойчивых методов. Обучение операторов зданий и пользователей является ключевым фактором для эффективной реализации устойчивых стратегий в рамках услуг по эксплуатации и техническому обслуживанию.

Сокращение отходов

Зеленая архитектура также стремится к сокращению потерь энергии, воды и материалов, используемых в процессе строительства. Например, в Калифорнии почти 60% отходов штата образуется в коммерческих зданиях. Одной из целей на этапе строительства должно быть уменьшение объема материалов, отправляемых на свалки. Хорошо спроектированные здания также помогают сократить количество отходов, производимых пользователями, предоставляя решения непосредственно на объекте, такие как компостные контейнеры, для уменьшения количества отходов, попадающих на свалки. Для сокращения объема древесины, отправляемой на свалку, Нейтральный альянс (коалиция правительства, НПО и лесной промышленности) создал веб-сайт dontwastewood.com. На сайте представлены различные ресурсы для регулирующих органов, муниципалитетов, застройщиков, подрядчиков, владельцев/операторов и частных лиц/домовладельцев, ищущих информацию о переработке древесины. Когда здания достигают конца срока службы, их обычно сносят и вывозят на свалки. Деконструкция – это метод извлечения того, что обычно считается "отходами", и повторного использования его в качестве полезного строительного материала. Продление срока службы конструкции также сокращает количество отходов. Для уменьшения воздействия на скважины или очистные сооружения существует несколько вариантов. "Серая вода" – сточные воды из источников, таких как посудомоечные или стиральные машины, может использоваться для подземного орошения или, после обработки, для непитьевых нужд, например, для смыва туалетов и мытья автомобилей. Для тех же целей используются системы сбора дождевой воды. Централизованные системы очистки сточных вод могут быть дорогостоящими и энергоемкими. Альтернативой является преобразование отходов и сточных вод в удобрения, что позволяет избежать этих затрат и дает дополнительные преимущества. Собирая человеческие отходы у источника и направляя их на полуцентрализованную биогазовую установку вместе с другими биологическими отходами, можно производить жидкие удобрения. Эта концепция была продемонстрирована в Любеке (Германия) в конце 1990-х годов. Такие практики обеспечивают почву органическими питательными веществами и создают поглотители углерода, которые удаляют углекислый газ из атмосферы, компенсируя выбросы парниковых газов. Производство искусственных удобрений также требует больше энергии, чем этот процесс.

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.

Уменьшение воздействия на электросеть

Электрические сети строятся исходя из пикового спроса (также известного как пиковая нагрузка). Пиковый спрос измеряется в ваттах (Вт) и показывает, с какой скоростью потребляется электрическая энергия. Оплата за электроэнергию в жилых помещениях обычно производится за потребленную энергию (киловатт-час, кВт-ч). Экологичные или устойчивые здания часто способны экономить электроэнергию, но не обязательно снижать пиковый спрос. При эффективном проектировании, строительстве и эксплуатации элементов устойчивого здания можно снизить пиковый спрос, что уменьшит необходимость расширения электрических сетей и негативное воздействие на выбросы углерода и изменение климата. К таким элементам относятся оптимальная ориентация здания, достаточная тепловая масса внутренних помещений, качественная теплоизоляция, фотоэлектрические панели, системы хранения тепловой или электрической энергии, а также интеллектуальные системы управления энергопотреблением зданий (домов).

Стоимость и выгода

Самым критикуемым вопросом при строительстве экологически чистых зданий является стоимость. Фотоэлектрические системы, новое оборудование и современные технологии, как правило, обходятся дороже. Большинство экологичных зданий стоят на 2% дороже, но при этом приносят в 10 раз больше прибыли за весь срок эксплуатации. Проблема заключается в разнице между пониманием первоначальных затрат и стоимости жизненного цикла. Экономия средств достигается за счет более эффективного использования коммунальных ресурсов, что приводит к снижению счетов за электроэнергию. По прогнозам, различные секторы могут сэкономить 130 миллиардов долларов на счетах за электроэнергию. Кроме того, повышение производительности труда работников или студентов может быть учтено при расчете экономии и уменьшении расходов. Многочисленные исследования показали измеримую пользу инициатив в области экологически чистых зданий для повышения производительности труда. В целом установлено, что "существует прямая связь между ростом производительности и сотрудниками, которым нравится их рабочее пространство". В частности, на производительность труда работников могут существенно влиять определенные аспекты экологичного дизайна зданий, такие как улучшенное освещение, снижение уровня загрязнения, современные системы вентиляции и использование нетоксичных строительных материалов. В работе "Бизнес-обоснование для экологически чистых зданий" Совет по экологическому строительству США приводит еще один конкретный пример того, как модернизация энергоэффективности коммерческих зданий повышает здоровье работников и, следовательно, их производительность: "Жители США проводят около 90% своего времени в помещениях. Исследования Агентства по охране окружающей среды показывают, что уровень загрязнения в помещениях может быть в десять раз выше, чем на открытом воздухе. Здания, сертифицированные по стандарту LEED, спроектированы так, чтобы обеспечивать более здоровую и чистую внутреннюю среду, что положительно сказывается на здоровье находящихся в них людей". Исследования показали, что за 20 лет эксплуатации некоторые экологичные здания приносят от 53 до 71 доллара США прибыли на квадратный фут инвестиций. Подтверждая рентабельность инвестиций в экологичные здания, дальнейшие исследования рынка коммерческой недвижимости показали, что здания, сертифицированные по стандартам LEED и Energy Star, демонстрируют значительно более высокую арендную плату, цены продажи и уровень заполняемости, а также более низкий коэффициент капитализации, что потенциально отражает меньший инвестиционный риск.

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.

Зеленые кварталы и деревни

В начале XXI века были предприняты усилия по внедрению принципов зеленого строительства не только для отдельных зданий, но и для районов и поселков. Замысел состоит в создании энергонезависимых районов и поселков, то есть таких, которые будут производить всю необходимую энергию самостоятельно. Они также будут повторно использовать отходы, внедрять устойчивые транспортные системы и обеспечивать себя собственными продуктами питания. Зеленые поселки рассматриваются как способ децентрализации устойчивых климатических практик, что может оказаться особенно важным в регионах с высокой долей сельского населения или с рассеянными поселениями, таких как Индия, где 74% населения проживает в более чем 600 000 различных деревнях.