Никола Григоров
Зеленото богатство на България (8)

4.3. Екологизиране на икономиката в областта на строителството

Строителна биология и екология

Строителната биология и екология (Building Biology) — или в по-свободен превод „строителство за живот“, е наука, която изучава връзката между човека и заобикалящата го строителна среда и приложението на тези знания в практиката. Тя обединява методи за проектиране и строителни технологии, необходими за създаване на здравословни домове, като същевременно търси решения за предотвратяване на възникващи проблеми в резултат от непрекъснатото навлизане в живота на иновативни техники, обзавеждания и предмети за бита — в повечето случаи източници на вредни излъчвания. В полезрението на строителната биология са и недоброто функциониране на една сграда в процеса на експлоатация като задържане на влага, генериране на въздух с лошо качество, лоша питейна вода и др.

Институтът в Германия за строителна биология и екология — IBE (Institut fuer Baubiologie & Oekologie) формулира някои от биологичните, екологичните и психологичните принципи, които следва да се спазват при строителството на екологични домове:

• Използване на естествени местни и безвредни за здравето и околната среда материали.

• Намалено и ефективно потребление на енергията и използване на ВЕИ, където е възможно.

• Осигуряване на добър микроклимат в помещенията.

• Пасивно регулиране влажността на въздуха.

• Баланс на таплоизолирането и задържането на топлината на сградата.

• Оптимизиране на температурата на въздуха и повърхностите в помещенията — „усещането на комфорт“.

• Постигане на добро качество на въздуха.

• Осигуряване на естествени светлини и цветове.

• Изследване и ограничаване на въздействието на електромагнитните полета и излъчвания.

• Осигуряване възможно най-доброто качество на питейна вода.

• Хармонични размери, пропорции и форми на сградата и вътрешните пространства.

Домът и средата, която обитаваме, рефлектират върху здравето ни основно по два начина:

1. Как е построена една сграда: физическата й структура с функционална взаимосвързаност, така че да създава и поддържа здравословна среда.

2. Как обитаваме сградите: различни механизми и навици на обитаване, които влияят силно на средата и определят качеството й.

Институтът IBE е разработил и стандарт HHS — Healthy Home Standard, с помощта на който резултатите се оценяват по класове — A, B, C, D и F, които са в зависимост от степента на влияние на една сграда върху здравето на обитателите.

Приложението на този стандарт е уникално, защото изисква проверка чрез тестване с оборудване за изпитване и лабораторен анализ в три основни насоки: качество на въздуха в помещенията (Indoor Air Quality — IAQ), Електромагнитни излъчвания (Electromagmetic Radiation — EMR) и Качество на водата (Quality Water). Този стандарт запълва една празнина, недостатъчно застъпена от съществуващите стандарти, а именно условията, при които е изложен обитателят вътре в сградата и помещенията, и доколкото те са здравословни за него. Отговорът се получава по обективен, количествен начин, независимо дали сградата е стара, нова, „зелена“ или в коя част на света се намира.

Биомимикрия

Биомимикрията е наука, която се използва в дизайна при проектирането, изследвайки и подражавайки на доказали се с времето модели в природата и търсейки устойчиви решения. Понятието биомимикрия идва от латинското наименование bios — живот и memesis — подражание. Растителният и животинският свят в продължение на милиони години са открили кое как работи в природата, кое е подходящо и най-важното — кое продължава и устоява тук, на земята.

Биомимикрията е нова наука, която изучавайки модели от природата, се стремя да приложи тези форми, системи и взаимодействия за устойчиво решаване на човешките проблеми. Тя въвежда нов подход в разбирането, което се основава не на това, което ние можем да извлечем от природния свят, а на това, какво можем да научим от него. Като мярка биомимикрията използва екологичен стандарт, за да прецени иновативността и устойчивостта на вземаните решения.

Биоклиматично проектиране

В основата си биоклиматичното проектиране в съвременното строителство отразява връзката между архитектурата, дизайна и технологиите с биологията и климатологията, като се акцентира на терена и биоклиматичните особености на мястото, концепциите за пасивно използване на слънчевата енергия, постигане на топлинен и въздушен комфорт в сградата. Факторите, които влияят на комфорта на обитаване, зависят от взаимовръзката сграда — климат — микроклимат. Ако в конкретни сгради доминират дейности, които произвеждат топлина — обитатели, готвене, работа с компютри и машини и др., то чрез дизайна може да се намалява или противодейства на топлинното натоварване, като се създават буферни пространства от зеленина, места за рекреация, атриуми и др.

При сгради в зони с доминиращи климатични условия, ролята на сградната обвивка е да смекчи тези външни натоварвания на климата в зависимост от сезонните и денонощни колебания, вятър, валежи, растителност и др. и да се погрижи за отоплението, охлаждането, изсушаването и овлажняването. Изискването в случая е сградите така да бъдат проектирани, че да приемат пасивно околната среда и климата.

Важен фактор, с който трябва да се започне, това е планировката на терена. При нея трябва да се отчете важността на ориентацията на сградата спрямо географските посоки и слънчевото греене, препятствията за достъпа на слънчевите лъчи, засенчването, наклонът на терена и др.

Формата на сградата също е от значение при биоклиматичното планиране. От нейната компактност — съотношението сградна обвивка/обем, зависят топлинните печалби и загуби, охлаждането от вятъра, износването и увреждането на сградата и др.

Друг важен фактор това е т.нар. термична маса на елементите на сградата (стени, под, тавани), тъй като тя балансира топлинните загуби и печалби. През деня в елементите на сградата се акумулира енергия, а през нощта се отдава. Влияние върху този процес оказва както дебелината и материалът, от който са изградени стените, подът, тавана, така и от цветовете. Необходимо е да се посочи, че стените поглъщат от 20 до 40% повече топлина от пода. За ефективността на термичната маса от значение е цялостната конфигурация — слънчевите пространства, концентрация на термичната маса, дебелина на стените и вида на материала, период на експлоатация.

Биотектура

Биотектурата се определя като набор от принципи, които определят симетрията или това качество на електрическото поле, което позволява на всички биологични структури да са жизнени. В основата на твърдението е убедеността, че всички живи единици си взаимодействат и отговарят на дизайна, който е в съответствие с природата и избягва вредни материали (вещества) и геометрия, която създава негативен заряд. Целта на Биотектурата е да създаде фрактални (нещо, което е подобно на цялото и едновременно го копира във всяка своя съставна част) полета със заряд, който е в синхрон с природата и насърчава живота.

Практически Биотектурата е проектиране на многофункционални растителни постройки с интегрирани принципи за съхраняване и генериране на енергиен капацитет. С тези подобни функции се използва и понятието Urbiotecture — процес на създаване на жив слой растителност и живот на външните стени на сградите или на определени места в тях.

При създаване на жизнено пространство се спазват някои прости правила:

• използване на естествени геометрични форми, съотношения и растящи модели при проектирането на пространствата с цел да се създаде живот и истинска устойчива система;

• използване предимно на биологични материали — за създаване на фрактални ефекти на зареждане, както и на растителни структури за запазване на потенциала на отрицателните йони на околната среда, открояващи „лечебното място“, а не това с разрушаващо въздействие;

• елиминиране на електрическият смог — неблагоприятните последици от електрическото замърсяване, със сериозни вредни последици върху биологията.

Изучавайки и усвоявайки знания за симетрия на електрическите полета, които причиняват заболявания и вируси, ние разбираме, защо дизайнът на живите пространства създава електрически жизнено пространство.

Естествените материали — желаната необходимост в строителството

Ако биоенергетиката на човешкото тяло се приеме като една отворена система в средата, в която живеем, то сградата като посредник към околната среда също следва да се разглежда като отворена система посредством нейното функциониране и влагани в нея естествени строителни материали. Именно това е и причината в последните десетилетия все повече производители, строители и архитекти да се обръщат към използването на естествени материали в строителството на жилищни домове и сгради.

Дървото в исторически аспект е един от първите естествени материали, използвани в строителството на жилища. Столетия то се е използвало в строителството след примитивна обработка, което е предопределяло и ограничените му строителни възможности, които обаче са съответствали на тогавашния бит и култура на човечеството.

Към края на ХІХ век, след промишлената революция, стоманата и бетонът в голяма степен изместват неговото приложение в строителството. Понастоящем дървото като естествен екологичен и възобновяем природен източник, отново се възражда чрез използването му в строителството, под формата на ламперия, обшивки, конструктивен материал като панели и елементи от т.нар. инженерна дървесина — шперплат, композитни материали на основата на дървесина и др.

Не в по-малка степен започват да се използват и другите естествени материали като сламата, камъкът, конопът, глината, вълната, гъшият пух и др. Като типичен пример може да се посочи изграденият дом за три поколения от австрийска дизайнерска фирма, който е направен от комбинация от трамбована глина, дървен материал и конопени плочи. Конопените плочи са биокомпозитен материал, изработен от вътрешната дървесна сърцевина на конопа, смесена със слепващ материал на основата на вар. Конопените стени имат порьозни повърхности, които регулират влажността и позволяват на пространството да „диша“.

Защо е важно използването на естествените материали в строителството? Защото те са екологични, влияят положително на жизнената среда на обитателите на жилища и са рециклируеми след края на експлоатационния им срок. И това е причината вече масово в строителството на жилища, използването на естествените материали и композитите от тях да определят степента на провеждане на линията към енергоспестяваща и екологична икономика в областта на строителството, за създаване на здравословен климат и уют на обитателите в новоизградените жилища.

Енергоспестяващи и екологични сгради

Принадлежността на въвежданите в експлоатация съвременни сгради към един или друг вид е в зависимост от степента на годишното им потребление на енергия и факторите, оказващи влияние върху тези резултати и се групират в: нискоенергийни сгради, пасивни сгради, сгради с нулево външно потребление, енергийно независими сгради и сгради с енергиен излишък^[1].

Нискоенергийни сгради. При тях потреблението на енергия за отопление се движи в рамките от 40 до 60 kWh/m². За постигането на тези резултати са необходими добра външна изолация и нискоенергийно остъкляване. В тези сгради се използват обикновени отоплителни системи и тела. Свежият въздух се въвежда принудително по въздуховоди в сградата, а отработеният също по въздуховоди се извежда навън, но без да се използва топлината му. Въздухонепроницаемостта на нискоенергийните сгради е П50 1,5 h-1.

Пасивни сгради. Това са т.нар. енергоспестяващи сгради, в които жилищния комфорт се постига без обичайните отоплителни или климатични системи, а чрез добра изолация, използване на директната слънчева топлина през прозорците, отдаване топлината на отработения въздух на постъпващия в помещенията свеж въздух и др. Годишното потребление на енергия за отопление, заложено и в международно договорени стойности, не трябва да превишава 15 kWh/m². Сградната конструкция се изпълнява без топлинни мостове и въздухонепроницаемостта е П50 0,6 h-1.

Сгради с нулево външно потребление. При тези сгради цялото годишно потребление на енергия за отопление и електроуреди се покрива от активното и пасивното използване на слънчевата енергия. Тя също е изградена без топлинни мостове и няма отоплителни уреди. През лятото излишъкът от произведената електроенергия се подава на електропреносната мрежа, а през зимните и облачни дни реципрочно я получава обратно.

Енергийно независима сграда. Отличителна характеристика на тази група сгради е, че при тях всички енергийни нужди — за отопление, топла вода, електроенергия за домакински уреди и осветление, се осигуряват от слънчеви колектори. Сградата не е включена към електрическата мрежа. Летните излишъци от енергия се складират за зимния период чрез процеса на електролиза на вода и разлагането й до водород и кислород, които се съхраняват отделно и през зимата се използват за получаване на гориво в горивни клетки.

Сгради с енергиен излишък (плюсовоенергийни сгради). Обикновено този тип сгради са познати и под наименованието „позитивни сгради“. Те отговарят на изискванията на независимите сгради, с тази разлика, че генерирането на енергия от слънчеви колектори е толкова голямо, че се реализира излишък. Този излишък се подава в електропреносната мрежа, с която позитивната сграда е свързана.

Посоченото групиране на сградите в най-голяма степен зависи от начина им на строителство и тяхната рентабилност. Най-актуална, при днешното състояние на строителните технологии е тази на „пасивните сгради“, които на този етап са и най-евтини. Стъпките към изграждането на сгради с нулево външно потребление, на енергийно независими сгради и на такива с енергиен излишък, са съпроводени със значително по-големи инвестиции, чиято рентабилност на този етап от икономическо и технологично развитие не е изгодно за потребителите.

Наименованието „пасивна сграда“ произтича от факта, че тя не се нуждае от активна отоплителна система, което е в резултат от развитие и усъвършенстване принципите на нискоенергийното строителство. При нея няма ограничения във формата и вида й, и те не оказват влияние за изпълнение на нейните функции. Комфортът на живот се осигурява основно за сметка на техническите подобрения на външните покрития на сградата и в потребителските технологии у дома — в използването на иновативни технически системи за отопление и вентилация.