Введение
Экологический подход к проектированию, дизайну и строительству зданий, концепции «зеленой» архитектуры и устойчивого развития являются неотъемлемой частью строительного проекта. [1] В России с 2022 года действует ГОСТ Р 70346–2022 «Зеленые стандарты», в котором представлена методика оценки многоквартирных жилых «зеленых» зданий. [2,3]
Возможность повторного использования и переработки строительных отходов становится определяющим критерием выбора экологически эффективных материалов при реализации строительного проекта. Проблемы утилизации строительных отходов на протяжении жизненного цикла здания также связаны с вариативностью нормативных сроков эксплуатации конструктивных элементов и инженерного оборудования.
Эффективность управления строительными отходами зависит от нескольких факторов, в том числе [4]:
- качество проектных решений (отсутствие избыточного объема строительных материалов, изделий и конструкций, применяемых в проекте);
- выбор экологически эффективных материалов (включая такие показатели, как долговечность и надежность материалов);
- отсутствие вносимых изменений и корректировок проектных решений в процессе реализации строительного проекта;
- качество организации работ на стадиях проектирования и строительства зданий.
Использование технологии информационного моделирования зданий на ранних стадиях проектирования также позволяет сократить количество строительных отходов [4].
Объекты и методы исследования
Технология информационного моделирования предполагает создание информационной базы данных для всех элементов модели здания, включая информацию о свойствах и характеристиках материалов, изделий и конструкций, применяемых в проекте. [5,6]
В процессе проектирования экологически эффективных зданий архитекторы часто используют качественно новые материалы, комбинированные материалы, а также изделия и конструкции из переработанного сырья. Выбор экологически чистых и устойчивых строительных материалов является основой авторского подхода японского архитектора Сигэру Бан (Shigeru Ban), лауреата Притцкеровской премии 2014 года. В своих проектах Сигэру Бан акцентирует внимание на повторном использовании материалов, изделий и конструкций, использовании переработанных материалов, а также применении нестандартных материалов для конструктивных элементов здания, таких как: бумага и картон. В проекте Nomadic Museum (Кочующий музей), который создавался для передвижной выставки в 2005 году, автор использовал стальные транспортные контейнеры и бумажные трубы, изготовленные из переработанной бумаги с водостойким покрытием, при этом конструкции деревянного настила внутри здания были изготовлены из переработанных строительных лесов. [7]
Современные программные комплексы, реализующие технологию информационного моделирования зданий, должны быть гибкими и адаптивными, чтобы реагировать на актуальные тенденции в области архитектуры и строительства.
Процессы цифровой трансформации строительной отрасли позволяют автоматизировать процессы сбора и обработки информации на всех стадиях жизненного цикла объекта. [8,9]
Важным преимуществом программных продуктов, реализующих технологию информационного моделирования, является возможность создания дополнительных параметров для элементов информационной модели здания [10]. Данный подход можно также использовать для решения экологических проблем строительного проекта, в том числе для повышения эффективности управления строительными отходами на стадии проектирования здания [11].
Результаты исследований
Для процессов повторного использования и переработки строительных отходов характерны определенные отраслевые и технологические особенности:
- повторное использование строительных отходов отражает идею концепции непрерывного жизненного цикла «отходы – это пища» [12], при этом, необходимость сокращения строительных отходов при реконструкции или сносе здания, демонтаже отдельных конструкций и капитальном ремонте требует высокого качества организации работ по демонтажу или сносу [11];
- сложность последующей переработки строительных отходов может быть обусловлена развитием применения комбинированных материалов [13,14];
- вопросы сбора и сортировки строительных отходов связаны с актуализацией нормативно-правовых документов, содержащих классификационный каталог отходов [15].
Все перечисленные особенности повторного использования и переработки строительных отходов являются также важными критериями выбора экологически эффективных материалов в процессе принятия проектных решений.
В целях повышения эффективности управления строительными отходами необходимо вначале определить виды и объемы строительных отходов, а затем рассмотреть возможность их повторного использования и переработки [11].
Используя возможности создания дополнительных параметров для элементов информационной модели здания, необходимо добавить следующую информацию:
- возможность повторного использования или переработки строительных отходов;
- нормативные сроки эксплуатации строительных материалов, изделий и конструкций.
Добавляя данные о нормативных сроках эксплуатации отдельных элементов здания, мы получим информацию по планируемому объёму повторного использования и переработки строительных отходов, распределенную в процессе жизненного цикла здания (рис. 1).
Рис. 1. Схема анализа планируемого объёма повторного использования
и переработки строительных отходов в процессе жизненного цикла здания
Использование рассмотренного способа систематизации и анализа информации о строительных отходах на ранних этапах проектирования позволит повысить эффективность планирования и управления строительными отходами на протяжении жизненного цикла здания.
Выводы
Результаты проведенного исследования содержат рекомендации по использованию возможностей технологии информационного моделирования для анализа и систематизации информации о материалах, изделиях и конструкциях с учетом сроков их эксплуатации, возможности повторного использования и переработки. Применение технологии информационного моделирования для решения вопросов повторного использования и переработки строительных отходов позволит также повысить эффективность управления строительными отходами и уменьшить негативное воздействие от реализации строительного проекта на окружающую среду.
