Будівельний сектор є одним із найбільших забруднювачів у світі. Він відповідає за величезне споживання природних ресурсів та викиди великої кількості парникових газів. Водночас він генерує багато тонн будівельних відходів. Щоб це змінити, потрібно буде, серед іншого, переробляти більше будівельних матеріалів та повторно використовувати компоненти. Завдяки « Реєстру матеріалів Німеччини » дослідники з Інституту екологічного міського та регіонального розвитку Лейбніца (IÖR) зараз створюють важливу основу для такої циркулярної економіки в будівельному секторі. Вперше інформація про склад та розподіл будівельних матеріалів доступна по всьому будівельному фонду Німеччини.
На будівельну галузь припадає майже 45 відсотків світового споживання ресурсів. Вона також є одним з найбільших джерел викидів парникових газів, таких як CO2. Ці викиди утворюються не лише внаслідок опалення та охолодження будівель, але й під час виробництва будівельних матеріалів, їх транспортування на будівельні майданчики та самого будівництва будівель. Частка цих «втілених викидів» у світових викидах парникових газів постійно зростає. Це одна з причин, чому такі країни, як Німеччина, регулярно не виконують цілі Паризької кліматичної угоди в будівельному секторі. Водночас будівлі містять величезну кількість матеріалів, які утворюються як будівельні відходи під час знесення. У Німеччині це становило понад 200 мільйонів тонн у 2022 році, що становить понад половину загального обсягу відходів.
«Якби ми могли використовувати будівельні матеріали довше та переробляти їх після знесення будівель, іншими словами, якби ми будували за принципами циркулярного способу життя, то будівельна галузь могла б зробити значний внесок у обмеження спричинених нею змін клімату, збереження ресурсів та зменшення забруднення», – пояснює Георг Шиллер, керівник дослідницької групи «Антропогенні та природні ресурси» в Інституті екологічного міського та регіонального розвитку імені Лейбніца. Однак наразі бракує важливих підґрунтя для цього, таких як точна інформація про те, які матеріали використовуються в будівлях, у яких кількостях вони зустрічаються та як вони розподілені по всьому будівельному фонду.
Завдяки Реєстру матеріалів IÖR Germany інститут вперше надає цю централізовану базу даних, яка охоплює кожен населений пункт Німеччини. Розрахунки за 2022 рік показують, що 51,6 мільйона будівель у Німеччині містять приблизно 20,8 мільярда тонн будівельних матеріалів . Бетон є домінуючим будівельним матеріалом у цьому «запасі матеріалів», на який припадає 46 відсотків, за ним йдуть цегла з силікату кальцію та глиняна цегла, кожна з яких становить трохи менше десяти відсотків. Частка відновлюваних будівельних матеріалів, таких як деревина, очерет або солома, становить лише близько одного відсотка від загальної маси. Також можна зробити висновки щодо кількості парникових газів, що викидаються під час виробництва цих будівельних матеріалів. Екстрапольовано на весь будівельний фонд Німеччини у 2022 році, матеріали, що використовуються в будівництві, містять приблизно 2,86 мільярда тонн еквіваленту CO2 – стільки ж, скільки Німеччина викидає загалом за чотири роки. У поєднанні з інформацією про регіональні роботи зі знесення та нового будівництва в населених пунктах, інвентаризація матеріалів дозволяє оцінити, які матеріали доступні для переробки під час знесення існуючих будівель, і які вимоги до матеріалів для нового будівництва та реконструкції таким чином можна задовольнити. Кількість очікуваних будівельних відходів також можна визначити за допомогою інвентаризації матеріалів.
Основою для розробки інвентаризації матеріалів є 3D-моделі будівель усього німецького будівельного фонду, надані Федеральним агентством картографії та геодезії (BKG). Ці моделі збагачені інформацією та даними. Серед іншого, будівлі класифікуються за їхньою функцією. Це дозволяє диференціювати житлові та нежитлові будівлі, а також додаткові підкатегорії. «Зрештою, це призводить до детальної картини німецького будівельного фонду. Використовуючи 3D-моделі будівель, ми знаємо об'єм будівлі та можемо призначити кожній будівлі певний тип – житловий будинок або заводський цех, окремий будинок або багатоквартирний будинок. Це, у свою чергу, показує, які матеріали використовуються в будівлі та в яких кількостях», – пояснює Райнхард Шінке, який відіграв ключову роль у створенні національного інвентаризації матеріалів.
Характеристики матеріалів можна призначити окремим типам будівель. Ці специфічні для типу характеристики матеріалів є результатом багаторічних досліджень в IÖR (Інституті екологічного міського та регіонального розвитку Лейбніца). «Ми проаналізували типову конструкцію будівлі для даного типу будівлі, наприклад, заводської будівлі. Від фундаменту до стін, стель та дахів – для кожного компонента визначаються типові матеріали та їх кількість. Ми розрізняємо загалом 44 групи будівельних матеріалів», – пояснює Георг Шиллер. Залежно від типу будівлі, іноді використовується більше бетону, як у заводському цеху чи офісній вежі, або більше цегли та дерева, як у житлових будівлях. Розроблені характеристики матеріалів відображають цей типовий склад різних будівель. До них можна отримати доступ через «Інформаційну систему забудованого середовища (ISBE) » IÖR – і вони є вирішальною основою для інформативності національного реєстру матеріалів. Сам реєстр матеріалів, який пов’язує геодані з характеристиками матеріалів, доступний як набір даних у сховищі даних «ioerDATA».
Реєстр матеріалів IÖR Німеччини у своєму нинішньому вигляді базується на аналізі конкретних будівель. Це робить надану інформацію дуже цінною, оскільки вона пропонує контрольні значення для типових складів будівельних матеріалів порівнянних будівель. Це вже створює потенціал – особливо на стратегічному рівні – для розширення регіональних матеріальних циклів у плануванні міст циклічної забудови. «У поєднанні з інформацією про діяльність зі знесення та будівництва муніципалітети могли б, наприклад, реально оцінити внесок, який переробка щебеню може зробити у задоволення місцевих потреб у сировині, та які можливості для ефективного узгодження інструментів муніципальної політики виникають з цього», – пояснює Георг Шиллер, описуючи один із прикладів того, як можна застосувати інформацію з реєстру матеріалів. Загалом, «Реєстр матеріалів Німеччини» надає основну інформацію для широкого кола завдань планування, пов’язаних з ефективним управлінням існуючими запасами матеріалів в існуючих будівлях, тим самим знижуючи витрати на отримання даних. Методи будівництва окремих будівель неминуче залишаються неточними. «Підхід, що базується на типах, не враховує індивідуальні характеристики. Тому на рівні будівлі не можна надати точну інформацію щодо фактичного складу матеріалів конкретної будівлі», – пояснює Шиллер.
Доступ до даних можуть отримати муніципалітети, архітектурні фірми та власники великих будівельних портфелів, а також консалтингові фірми та стартапи у сфері циркулярного будівництва. Вони можуть використовувати інформацію безпосередньо або збагатити її власними, більш детальними даними для розробки бізнес-моделей, таких як розробка будівельних паспортів або створення концепцій сталого демонтажу та повторного використання в рамках так званих «переддемонстраційних аудитів». Дані також цікаві для компаній з переробки, оскільки допомагають їм краще оцінювати майбутні матеріали для демонтажу та розробляти бізнес-моделі на основі цієї оцінки.
«Дослідження основ для німецького інвентаризації матеріалів було пріоритетом IÖR вже понад десять років, і воно далеко не завершене», – пояснює Георг Шиллер. Робота над подальшим розвитком методів та уточненням даних триває для розширення спектру застосувань. «Наприклад, більшої точності можна було б досягти, якщо б ще більше диференціювати будівлі, наприклад, враховуючи їхній вік. Багатоквартирний будинок кінця 19 століття виготовлений зі значно інших будівельних матеріалів, ніж той, що був побудований у 1950-х роках після війни. Оцінка ризиків забруднюючих речовин також може ґрунтуватися на цьому», – продовжує вчений. Як і в попередніх дослідженнях, IÖR продовжує співпрацювати з широким колом зацікавлених сторін у секторі циркулярного будівництва, включаючи бюро планування, державні установи та промисловість, які є цільовою аудиторією даних.
Оригінальні публікації
Шиллер, Георг: Циркулярна економіка та міський розвиток – реєстр матеріалів для підтримки підходів циркулярної економіки в плануванні. У: Ганс, Пауль; Вестерхайде, Пітер (ред.): Шляхи до сталого розвитку в міському розвитку. Мангейм: Самвидавництво кафедри економічної географії Мангеймського університету, 2020 (Публікації Мангейма з питань житла, банківської справи та просторового планування), с. 31-43.
https://www.vwl.uni-mannheim.de/media/Lehrstuehle/vwl/Wohnungsseminar/Neueste/WKR23_Gesamtdatei.pdf
Шиллер, Георг; Леманн, Інес; Грюлер, Карін; Хеннерсдорф, Йорг; Люцкендорф, Томас; Мерманн, Кай; Кнаппе, Флоріан; Мухов, Надін; Рейнхардт, Йоахім: Картування антропогенного фонду IV: Розробка концепції паспорта будівлі та реєстру будівель для регіоналізованого обліку матеріальних ресурсів з метою оптимізації переробки. Концепції інвентаризації матеріалів та реєстрів. Дессау-Рослау: Німецьке агентство з охорони навколишнього середовища, 2022 (Тексти | 05/2022).
https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/kartierung-des-anthropogenen-lagers-iv-erarbeitung
Шварц, Штеффен; Грюлер, Карін; Шиллер, Георг: Картографування запасів будівельних матеріалів у містах: регіональні кадастри матеріалів. Керівні принципи. Берлін: BMWK, 2023.
https://www.euki.de/wp-content/uploads/2024/03/CirCon4Climate_Guideline_for_Regional_Material_Cadastres_ENG.pdf
також читати
Інноваційне будівництво: Палі замість бетону значно зменшують викиди CO2 | Pugnalom
