Строителството постепенно навлиза в етап, в който въпросът вече не е само от какво ще бъде построена една сграда, а колко въглерод ще е вложен в самото ѝ изграждане, колко ресурси ще използва и какво ще се случи с материалите след края на живота ѝ.

Това променя пазара на строителни материали. Наред с традиционните бетон, стомана, тухли и минерална изолация се развиват нисковъглероден бетон, рециклирани агрегати, инженерна дървесина, материали от коноп и целулоза, нови видове изолации и технологии, при които въглеродният диоксид се превръща от отпадък в част от строителния продукт.

Промяната се подкрепя и от европейските правила. От 2028 г. за новите сгради с площ над 1000 кв. м ще започне да се изчислява и декларира потенциалът им за глобално затопляне през целия жизнен цикъл, а от 2030 г. това ще важи за всички нови сгради. В оценката ще влизат производството и транспортът на материалите, самото строителство, използването на сградата, ремонтите и подмяната на материали, разрушаването и управлението на отпадъците.

Какво всъщност е „зеленият бетон“?

Бетонът няма да изчезне от строителството. По-скоро се променя начинът, по който се произвежда. Една от основните цели е да се намали количеството клинкер в цимента. Именно производството на клинкер (б.р. полуготовият продукт, получен при изпичане на варовик и глина, от който чрез смилане с добавки се произвежда цимент) е един от най-големите източници на емисии при производството на цимент.

Затова в съвременните нисковъглеродни бетони част от традиционните съставки могат да бъдат заменени със странични продукти от други производства или с други минерални материали. Сред тях са шлака, варовик, калцинирана глина, изкуствени или естествени минерали, силициев дим и фини частици от рециклиран бетон. Използват се и рециклирани агрегати, които заменят част от естествените материали.

Това е важна промяна, защото позволява бетонът да остане конструктивният материал, който архитектите и инженерите познават, но с по-нисък въглероден отпечатък.

Вече има и конкретни европейски проекти. При изграждането на тунел в Хърватия например е използван нисковъглероден бетон, при който според данните на индустрията въглеродният отпечатък е намален с около 30%, а материал от изкопните работи е използван повторно като агрегат.

Геополимерният бетон търси по-малко цимент

Друга посока са т.нар. геополимерни и алтернативни свързващи материали. При тях целта е да се намали зависимостта от традиционния цимент чрез използването на други минерални и индустриални материали.

Технологиите са особено интересни при инфраструктурни проекти, индустриални сгради и елементи, при които могат да бъдат използвани специфични рецептури.

Тук обаче има важна уговорка. Не всеки продукт, който е наречен „зелен бетон“, автоматично има по-нисък общ отпечатък. Значение имат произходът на суровините, транспортът, количеството свързващо вещество, трайността и начинът, по който материалът ще бъде използван. Затова все по-важна става оценката на целия жизнен цикъл, а не само на емисиите при производството.

Бетон, който използва въглеродния диоксид

Развива се и друга технология - използване на CO₂ при производството или обработката на бетонни изделия. Идеята е въглеродният диоксид да бъде минерализиран и трайно включен в материала. Самият бетон естествено поглъща част от CO₂ от атмосферата в процес, известен като карбонизация. Новите технологии се опитват да ускорят или контролират този процес, включително чрез обработка на рециклирани материали.

Това не означава, че бетонът става автоматично „въглеродно отрицателен“. За да се определи реалният ефект, трябва да се отчете целият процес - от добива на суровините до транспорта, производството и края на живота на сградата.

Инженерната дървесина влиза във високи сгради

Ако бетонът се опитва да намали въглерода си, дървото има друго предимство - то може да съхранява въглерода, който дърветата са погълнали по време на растежа си.

Това е една от причините инженерната дървесина да се превръща в сериозна алтернатива за определени конструкции. Материали като CLT - кръстосано ламинирана дървесина - позволяват производството на големи предварително изработени панели, които могат да се използват за стени, подове и други конструктивни елементи.

Европейската комисия посочва инженерната дървесина като един от материалите, които могат да подпомогнат намаляването на въглеродния отпечатък на сградите. Европейски проекти изследват и комбинирането на дърво с бетон и други материали в хибридни конструкции.

Това не означава, че бетонът и стоманата ще бъдат заменени изцяло. По-вероятният сценарий е комбинация - например бетон за основи и определени конструктивни части, стомана там, където е необходима висока якост, и дърво за други елементи.

Стоманата също става „зелена"

Стоманата е друг материал, при който се търси промяна на производството, а не просто отказ от продукта. Основните направления са повече рециклиран метал, електрически пещи и постепенно заместване на изкопаемите горива с нисковъглеродна електроенергия и водород в определени производствени процеси.

Това е важно за строителството, защото стоманата присъства в конструкциите, арматурата, фасадните системи, инфраструктурата и машините. При нея също ще става все по-важно не само колко струва един тон, а какъв въглероден отпечатък стои зад него.

Изолацията вече не е само минерална вата

Нова група материали идва от биологични суровини. Сред тях са изолации от коноп, дървесни влакна, целулоза, корк, овча вълна и други растителни материали. Европейските изследвания разглеждат тези продукти като част от прехода към по-нисковъглеродно строителство. Предимството им е, че част от суровините са възобновяеми, а някои от тях могат да съхраняват въглерод.

Конопът например може да се използва за изолационни материали и строителни смеси. Целулозата може да бъде произведена от рециклирана хартия. Дървесните влакна могат да се използват както за изолация, така и за конструктивни или облицовъчни елементи.

Тук обаче отново важи правилото за жизнения цикъл. Ако материалът трябва да бъде транспортиран на огромни разстояния или има кратък живот и трудно се рециклира, екологичното му предимство може да се окаже по-малко от очакваното.

Рециклираният строителен отпадък се превръща в суровина

Една от най-важните промени е свързана не с изцяло нов материал, а с повторното използване на стария. Събарянето на сграда традиционно означава огромно количество отпадък. Новият подход е част от този материал да се върне обратно в строителния цикъл.

Натрошен бетон може да се използва като рециклиран агрегат. Част от строителните материали могат да бъдат повторно използвани, вместо да бъдат превръщани в отпадък.

Европейската политика все повече разглежда сградата като своеобразен „склад“ от материали, които могат да бъдат извадени, използвани отново или рециклирани при следващ строителен цикъл. Именно затова се развиват и т.нар. материални паспорти на сградите.

Това отваря място и за развитие на продукти, които са проектирани така, че да могат да бъдат разглобявани. Вместо конструкцията да бъде изградена като еднократна система, отделните елементи могат да бъдат проектирани за демонтаж и повторна употреба. Това е основата на концепцията за „circular construction“ - кръгова конструкция, при която материалите не приключват жизнения си цикъл с разрушаването на сградата.

3D принтирането също променя материалите

Друга посока е 3D принтирането на строителни елементи и цели конструкции. При него потенциалното предимство е по-прецизното използване на материала. Вместо бетонът да бъде изливан в големи количества и след това част от него да бъде изрязвана или отстранявана, материалът може да се поставя там, където е конструктивно необходим.

Технологията все още се развива и има ограничения по отношение на нормативните изисквания, мащаба, армирането и дългосрочната експлоатация. Но тя е част от по-голямата тенденция към индустриализирано и по-прецизно строителство.

Най-важният материал може да се окаже комбинацията

Вероятно бъдещето няма да принадлежи на един „суперматериал“. По-скоро ще се развиват хибридни конструкции, при които различни материали се използват там, където са най-ефективни. Европейските експерти вече разглеждат комбинации от дърво, бетон и стомана като начин едновременно да се намалят емисиите, да се ускори строителството и да се повиши ефективността на сградите.

Това променя и самото понятие за „зелена сграда“. Една сграда не става устойчива само защото има соларни панели на покрива или фасада с растителност. Все по-важно ще бъде как е произведен всеки материал, колко е използван, колко дълго ще служи, може ли да бъде ремонтиран, разглобен и използван повторно и какъв е въглеродният му отпечатък през целия жизнен цикъл. Именно към това се движи и европейската регулация. Европейската комисия вече поставя т.нар. whole-life carbon - въглерода през целия жизнен цикъл на сградата - в центъра на оценката за бъдещото строителство.

Това означава, че следващата голяма промяна на строителния пазар може да не бъде видима от пръв поглед. Сградите ще изглеждат сравнително познато, но зад бетона, стоманата, дървото и изолацията ще стои все повече информация - откъде идват материалите, колко CO₂ е отделен при производството им, каква част е рециклирана и какво може да се случи с тях след десетилетия. И точно тази информация постепенно може да започне да влияе не само върху строителството, но и върху цената на самата сграда.