Биотопливо: что это, виды, плюсы и минусы
- Твердое
- Жидкое
- Газообразное
Твердое биотопливо
Самый типичный и древний вид твердого биотоплива — дрова. Однако сейчас в чистом виде и в крупных масштабах их уже почти не используют. Наиболее ходовым твердым видом биотоплива стали пеллеты, получаемые из древесных опилок или коры, соломы, оливковых косточек, ореховой скорлупы или шелухи семечек подсолнечника. Также пеллеты делают из навоза крупного рогатого скота.
Пеллеты заменяют уголь, дрова и солярку. При сгорании они не выделяют вредных веществ и практически не дымят (в отличие от угля и дизеля). Кроме того, они более энергоэффективны, чем обычные дрова. Плюс пеллетов также в минимальном содержании золы, что снижает потребность в обслуживании печей и котлов. Кроме того, они имеют самую низкую цену по сравнению с другими видами биотоплива.
Жидкое биотопливо
Биоэтанол — наиболее популярное и массовое жидкое биотопливо.
Его получают путем ферментации крахмала или сахара. Бразилия и США входят в число лидеров по производству биоэтанола. В США биотопливо на основе этанола производят из кукурузы и обычно смешивают с бензином для получения гибридного топлива. В целом в США на биотопливо приходится 5% от всего энергопотребления. В Бразилии биотопливо на основе этанола делают из сахарного тростника, а в Англии даже производят из сахарной свеклы.
Биодизель — второе по популярности жидкое биотопливо. Биодизель делают в основном из масличных растений, таких как соя или масличная пальма, и в меньшей степени из других масляных продуктов, например, отходов кулинарного жира после жарки во фритюре. Биодизель используется в дизельных двигателях и обычно смешивается с нефтяным дизельным топливом в различных пропорциях.
Биобутанол — четырехуглеродный спирт, который также относится к биотопливу. Его делают из того же сырья, что и этанол. Преимущества биобутанола по сравнению с биоэтанолом заключаются в том, что биобутанол не смешивается с водой, имеет более высокое содержание энергии и более низкое давление паров, что означает более низкую летучесть в результате испарения.
Диметиловый эфир. Его можно получить из биомассы, но в промышленных масштабах исходным сырьем для него остается природный газ. Плюс такого топлива в том, что его энергоэффективность практически равна дизельному топливу, однако плотность энергии у диметилового эфира вдвое ниже, чем у дизельного топлива, поэтому для него требуется топливный бак в два раза больше. К тому же для транспортных средств нужна специально разработанная система для работы двигателя на диметиловом эфире.
Сейчас инженеры активно разрабатывают новое поколение жидкого биотоплива, полученного с помощью водорослей. Водоросли выращивают в больших бассейнах или на фермах, они превращают солнечный свет в энергию и хранят ее в виде масла. Масло извлекается механически (при прессовке биомассы) или с помощью химических растворителей, которые разрушают стенки клеток. Дальнейшая переработка и очистка дает биотопливо, подходящее для использования в качестве альтернативы традиционным видам топлива.
Газообразное биотопливо
Биогаз — это газ, состоящий в основном из метана и углекислого газа в различных пропорциях в зависимости от состава органического вещества, из которого он был получен. Основными источниками биогаза являются отходы животноводства и сельского хозяйства, сточные воды и органика из бытовых отходов. Биогаз образуется в результате процессов биологического разложения без доступа кислорода (анаэробное сбраживание).
Биоводород — аналог обычного водорода, который получают из биомассы. Термохимический способ представляет собой нагрев исходного сырья без доступа кислорода до высоких температур, например, древесных отходов, при котором выделяется водород и другие попутные газы. При биохимическом способе получения биоводорода в биомассу добавляют специальные микроорганизмы, которые ее разлагаются с выделением водорода.
Перечень предметов, веществ, запрещенных к доставке при оказании услуг экспресс-доставки
В соответствии со ст.
22 ФЗ «О почтовой связи» в экспресс-отправлениях запрещены к перевозке по территории Российской Федерации следующие вложения:
- огнестрельное, сигнальное, пневматическое, газовое оружие, боеприпасы, холодное оружие (включая метательное), электрошоковые устройства и искровые разрядники, основные части огнестрельного оружия, а также взрывные и иные устройства, предоставляющие опасность для жизни и здоровья людей;
- наркотические средства, психотропные вещества, их прекурсоры, сильнодействующие лекарственные средства;
- сильнодействующие,радиоактивные,взрывчатые,ядовитые,едкие;
- легковоспламеняющиеся и другие опасные вещества и предметы (материальные объекты)
- ядовитые животные и растения;
- скорпортящиеся продукты питания, напитки;
- предметы и вещества, которые по своему характеру или упаковке могут представлять опасность для жизни и здоровья людей, загрязнять или портить (повреждать) другие отправления и средства специальной связи.
Перечень предметов и веществ, запрещенных к пересылке по воздуху (Технические инструкции ИКАО по безопасной перевозке опасных грузов по воздуху) В экспресс-отправлениях запрещена пересылка авиамаршрутами по территории Российской Федерации вложений, содержащих:
- взрывчатые вещества;
- газы сжатые, сжиженные, растворенные, аэрозоли;
- легковоспламеняющиеся и иные жидкости;
- легковоспламеняющиеся твердые вещества;
- окисляющие вещества,органические перекиси;
- токсические и инфекционные вещества;
- наркотические средства, психотропные вещества, их перекурсоры;
- радиоактивные материалы;
- коррозионные вещества;
- медикаменты, обладающие легковоспламеняющимися окисляющими, токсичными, коррозионными, наркотическими свойствами;
- аккумуляторные батареи как отдельно, так в оборудовании и приборах без предоставления паспортов или паспортов безопасности, подтверждающих их безопасную воздушную перевозку;
-прочие опасные вещества и изделия, включая вещества, опасные для окружающей среды: намагниченные материалы, любой материал, обладающий наркотическим, ядовитым или другими опасными свойствами, спички, зажигалки, сухой лед и др. ;
- алкогольные напитки крепостью выше 70 градусов в емкостях более 5 литров в заводской упаковке;
- оборудование, приборы, аппаратуру, химические вещества, хозяйственные принадлежности, косметику, образцы для испытаний, содержащие скрытые опасные грузы;
- огнестрельное, пневматическое и холодное оружие, электрошоковые устройства;
- животных и растения;
- продукты питания, напитки.
; Грузы, содержащие указанные запрещенные предметы и вещества, могут быть отправлены по каналам специальной связи при их соответствующем оформлении (согласно) Техническим инструкциям ИКАО по безопасной перевозке опасных грузов по воздуху, ДОПОГ) не на условиях экспресс-доставки (стандартная перевозка!).
Примеры скрытых опасных грузов
Наименование | Могут содержать |
Автомобили (мотор, мотоцикл) и автомобильные части | Двигатели, карбюраторы, топливные баки, в которых находится или находилось топливо, жидкостные батареи, сжатые газы в устройствах заполнения пневматиков газом, огнетушители, пневмоподушки. |
Аппаратура искусственного дыхания | Баллоны со сжатым воздухом или кислородом, генераторы кислорода, охлажденный сжиженный кислород. |
Аэростат, заполняемый горячим воздухом | Баллоны с легковоспламеняющимся газом, огнетушители, двигатели внутреннего сгорания, батареи |
Багаж пассажиров | Устройства для фейерверка, легковоспламеняющиеся хозяйственные жидкости, коррозионные вещества для чистки кухонных плит или канализации, легковоспламеняющийся газ или жидкостные заправочные элементы для зажигалок, баллоны для туристических плиток, боеприпасы, спички, отбеливающие материалы, аэрозоли. |
Баллоны | Сжатый или сжиженный газ. |
Буровое оборудование или оборудование для горных работ | Взрывчатые вещества. |
Вакцины | Сухой лед (твердая двуокись углерода). |
Водолазное снаряжение | Баллоны со сжатым газом (например, с воздухом или кислородом), высокоинтенсивные подводные лампы, которые могут выделять очень большое количество тепла при работе на открытом воздухе. |
Выключатели электрического оборудования или приборов | Ртуть. |
Горелки | Микрогорелки и зажигалки общего назначения, которые могут содержать легковоспламеняющийся газ и быть оснащены . электронным зажигательным устройством, горелки более крупных размеров могут иметь наконечник (часто снабженный выключателем самовоспламенения), подсоединенный к контейнеру или баллону с легковоспламеняющимся газом. |
| Детали машин | Легковоспламеняющиеся клеи, краски, герметические составы, растворители, жидкостные или литиевые батареи, ртуть, баллоны со сжатым или сжиженным газом. |
Диагностические пробы | Инфекционные вещества. |
Замороженные фрукты, овощи и т. д. | Сухой лед (твердая двуокись углерода). |
Замороженные эмбрионы | Сжиженный газ, сухой лед. |
Запасные части для воздушного судна, находящегося на земле (AOG) | Взрывчатые вещества (светящиеся или прочие пиротехнические), химические генераторы кислорода, неисправные пневматики в сборе, баллоны со сжатым газом (кислород, двуокись углерода или огнетушители), топливо в оборудовании, жидкостные или литиевые : батареи, спички. |
Командно-топливные агрегаты | Легковоспламеняющиеся жидкости |
Лабораторное/проверочное оборудование | Легковоспламеняющиеся жидкости, легковоспламеняющиеся твердые вещества, ; окислители, органические перекиси, токсические вещества, коррозионные вещества. |
Магнит и другие изделия из подобного материала | Намагниченный материал |
Медицинские препараты | Легковоспламеняющиеся жидкости, легковоспламеняющиеся твердые вещества, окислители, органические перекиси, токсические вещества, коррозионные вещества. |
Металлические ограждения | Ферромагнитный материал. |
Металлические трубы | Ферромагнитный материал. |
Металлический строительный материал | Ферромагнитный материал. |
Механизмы (машины) с электрическим приводом (кресла-каталки, газонокосилки, электрокары и т. д.) | Жидкостные батареи |
Несопровождаемый багаж пассажиров/личные вещи | Пиротехнические средства, легковоспламеняющиеся жидкости хозяйственного назначения, составы для очистки печей или водопроводных труб от ржавчины, легковоспламеняющийся газ, жидкие заправочные элементы, баллоны для туристских плиток, спички, аэрозоли. |
Оборудование киносъемочных групп и групп представителей и средств массовой информации | Взрывные пиротехнические устройства, генераторы, в состав которых входят двигатели внутреннего сгорания, жидкостные батареи, топливо, предметы, выделяющие тепло. |
Оборудование команд, участвующих в авто- или мотогонках | Двигатели, карбюраторы, топливные баки, в которых находится топливо или остатки топлива, жидкостные батареи, легковоспламеняющиеся аэрозоли, нитрометан или другие добавки к бензину, баллоны со сжатыми газами. |
Образцы для испытаний | Инфекционные вещества, легковоспламеняющиеся жидкости легковоспламеняющиеся твердые вещества, окислители, органические перекиси, токсические вещества, коррозионные вещества. |
Объединенные партии грузов (контейнеры) | Любые опасные грузы. |
Охлаждающая смесь (жидкая) | Аргон, гелий, неон, азот. |
Приборы | Барометры, манометры, ртутные выключатели, выпрямительные лампы, термометры, содержащие ртуть. |
Ремонтные комплекты | Перекиси, легковоспламеняющиеся клеи, краски, основанные на растворителях, смолы. |
Семенная жидкость | Сухой лед, сжиженный газ. |
Спец. изделия имущество | Любые опасные грузы. |
Стоматологическая аппаратура | Смолы, растворители, сжатый газ, сжиженный газ, ртуть, радиоактивный материал. |
Транспортный контейнер «сухого» типа | Свободный жидкий азот. |
Туристическое оборудование | Легковоспламеняющиеся газы (бутан, пропан и т.д.), легковоспламеняющиеся жидкости (керосин, бензин и т.д.), легковоспламеняющиеся твердые вещества (гексамин, спички и т.д.). |
Фармацевтические препараты | Радиоактивный материал, легковоспламеняющиеся жидкости, легковоспламеняющиеся твердые вещества, окислители, органические перекиси, токсические вещества, коррозионные вещества. |
Фотопринадлежности | Устройства, выделяющие тепло, легковоспламеняющиеся жидкости, легковоспламеняющиеся твердые вещества, окислители, органические перекиси, токсические вещества, коррозионные вещества. |
Химические вещества | Легковоспламеняющиеся жидкости, легковоспламеняющиеся твердые вещества, окислители, органические перекиси, токсические вещества, коррозионные вещества. |
Хозяйственные принадлежности | Краска, основанная на растворителях, клеи, полировальные материалы, аэрозоли, отбеливающие материалы, средства очистки печей или водосточных труб от ржавчины, боеприпасы, спички. |
Холодильники | Сжиженные газы, раствор аммиака. |
Экспедиционное оборудование | Взрывчатые вещества (сигнальные ракеты) легковоспламеняющиеся жидкости (газолин), легковоспламеняющийся газ. |
Электрическое оборудование | Намагниченные материалы ртуть в устройстве включения, электронные лампы, жидкостные батареи. |
Ящики для инструмента | Взрывчатые вещества (пистонные заклепки), сжатые газы, аэрозоли, легковоспламеняющиеся газы (баллоны с бутаном или горелки), легковоспламеняющиеся клеи, краски, коррозионные жидкости. |
Для безопасной перевозки такие лампы или батареи должны быть отключены.
Перечень предметов и веществ, запрещенных к перевозке автомобильным транспортом (ДОПОГ)
- взрывчатые вещества, за исключением категории 1,4 S;
- легковоспламеняющиеся газы и токсические газы;
- легковоспламеняющиеся твердые вещества;
- радиоактивные вещества;
- токсические и инфекционные вещества;
- наркотические средства, психотропные вещества, их прекурсоры.
Выращивание строительных материалов на биологической основе — MaterialDistrict
Что может быть лучше, чем просто выращивать собственные строительные материалы? От строительных листов, изготовленных из скорлупы арахиса, до пластиков, изготовленных из сахарной свеклы, выгоды от перехода на биоматериалы могут быть огромными, поскольку эти материалы могут сократить потребление энергии и выбросы парниковых газов, а также производить меньше токсичных загрязнителей в течение своего жизненного цикла, чем продукты, которые из таких источников, как ископаемое топливо.
Таким образом, материалы на биологической основе являются одной из самых быстрорастущих областей интереса в коллекции Materia.
Что такое биоматериал?
Такие термины, как экономика замкнутого цикла, часто ассоциируются с биоматериалами по той причине, что в основе биоматериалов лежит замыкание и создание коротких циклов. В то время как ископаемое топливо имеет длительный циклический жизненный цикл в миллионы лет, биоматериалы имеют более короткие циклы, обычно от одного вегетационного периода до примерно 100 лет, то есть у дерева.
Существует две широкие категории материалов на биологической основе: традиционные и новые. Обычные продукты и материалы на биологической основе являются биоразлагаемыми и изготавливаются из материалов животного или растительного происхождения. Примеры строительных материалов включают целлюлозу и бумагу, древесину и кожу, а также материалы на основе сельскохозяйственных культур, такие как лен, пенька, бамбук и кокосовые волокна.
Появляющиеся материалы на биологической основе или биовозобновляемые ресурсы, напротив, часто являются активными объектами исследований и разработок, и в них заключается большая часть инноваций. Эти материалы извлекаются с помощью процессов биоочистки или производятся из материалов биологического происхождения. Хотя эти материалы не обязательно являются биоразлагаемыми, их можно, по крайней мере, частично «вырастить заново». Например, сахарную свеклу можно очищать, чтобы сначала извлечь сахар, затем молочную кислоту и, наконец, полимолочную кислоту (PLA) для использования в пластмассах.
Несмотря на впечатляющие достижения в области использования строительных материалов растительного происхождения, одна особая трудность заключается в обеспечении того, чтобы сельскохозяйственные угодья не использовались за счет глобального производства продуктов питания. В ответ исследовательские группы, такие как SPLASH, изучают устойчивое производство полимеров из водорослей, что может обеспечить интересное решение этой проблемы, поскольку фермам по выращиванию водорослей не требуются пахотные земли.
Еще одна непрекращающаяся дискуссия связана с вопросом сертификации. Какой процент материала должен быть получен из растений или животных, чтобы быть сертифицированным как биологический? 40%? 80%? А как насчет стандартных требований к качеству продуктов на биологической основе, таких как прочность, гибкость, проницаемость и способность к органическому разложению? Такая стандартизация является постоянной темой исследований и имеет важное значение для отрасли, поскольку позволяет сравнивать биопродукты с другими продуктами, а также способствует разработке политики.
Материал на биологической основе X-Factor:
В то время как материалы на биологической основе обладают многочисленными преимуществами с точки зрения охраны окружающей среды и здоровья человека по сравнению со многими материалами на основе ископаемого топлива, материалы на биологической основе обладают множеством других полезных качеств. Биоматериалы не только естественно пропускают воздух, но также согревают и регулируют влажность.
Кроме того, они просто приятны на ощупь и пахнут — представьте себе характерный запах кедра, обои из лепестков роз или текстуру исландской рыбьей кожи.
Узнайте больше о коллекции Материи в этом сезоне.
Какой строительный материал (дерево, сталь, бетон) оказывает наименьшее общее воздействие на окружающую среду? – Дискуссионная наука
Древесина является фундаментальной частью строительства. Это универсальный строительный материал, потому что его можно найти повсюду. Ранние поселенцы в Северной Америке использовали древесину для строительства бревенчатых хижин, поскольку это было более эффективно, чем перевозка других материалов из Европы. (Rosmanitz, 2013) Для производства древесины в качестве строительного материала не требовались обширные инструменты. Тогда дерево было самым надежным строительным материалом. Древесина настолько надежна, что дома, построенные более 800 лет назад, стоят до сих пор (Hoibo, Hansen, & Nybakk, 2015). С течением времени дерево по-прежнему остается предпочтительным методом строительства домов.
Однако через некоторое время стал доступен новый материал. Бетон использовался в нескольких древних цивилизациях, а именно в Риме и Египте, где ресурсы скудны, а древесину нельзя было найти. Мы видим бетон, используемый сегодня в основном в подвалах, мостах и в крупных промышленных сооружениях, потому что из большинства материалов он является одним из самых непроницаемых и экономичных.
Оглядываясь вокруг, можно утверждать, что наиболее часто используемые строительные материалы сегодня состоят из бетона и стали. Однако, в отличие от дерева, бетон производится с использованием неустойчивых методов. Древесину можно снести для повторного использования, но бетон нельзя спасти, и он остается там, где был снесен. Сталь является новейшим из трех материалов. Сталь стала популярным строительным материалом во время промышленной революции благодаря своей долговечности. В это время большинство людей начали переходить от строительства из дерева к стали. С современными знаниями общества мы знаем, что древесина — лучший вариант с точки зрения устойчивости.
Развитие бетона и стали может вести не по самому устойчивому пути.
Учитывая насущные угрозы глобального изменения климата, устойчивое строительство — это путь вперед для строительной индустрии, чтобы сыграть свою роль в достижении устойчивого и более здорового мира. Можно просто определить устойчивость как построение для удовлетворения потребностей нынешнего поколения без ущерба для способности будущих поколений удовлетворять свои потребности. Ученые и эксперты сходятся во мнении, что деятельность человека способствует изменению климата. Только в последнее время стала более очевидной реальность экологической катастрофы из-за противоестественного взаимодействия человека с окружающей средой. Один конкретный процент участия — это строительная отрасль. По оценкам, на здания приходится до одной трети общих глобальных выбросов парниковых газов, в основном за счет использования ископаемого топлива на этапе их эксплуатации (Huovila, Ala-Juusela, Melchert, & Pouffary, 2009).). Чрезмерные выбросы углерода представляют собой реальную угрозу миру и могут вызвать серьезные проблемы в будущем.
Только в Северной Америке на строительный сектор приходится около 37% углекислого газа (CO 2 ) и 40% в Европе, и это, вероятно, сохранится в последующие годы (Beyer, 2012). Кроме того, если мы продолжим строить из неустойчивых материалов, в конце концов у нас закончатся материалы для строительства. Быстро приближается переломный момент, когда в мире заканчиваются ресурсы и энергия. Эта причинно-следственная связь повлияет не только на нынешнее поколение, но и на то, что каждое последующее поколение будет иметь дело с созданными проблемами. Тем не менее, если необходимо достичь желаемых целей устойчивого и экологически безопасного строительства, строительная промышленность должна гораздо более серьезно заняться проблемой выбросов в строительном секторе.
Aciu (2014) объясняет, что весь жизненный цикл здания влияет на окружающую среду. Это оценивается с помощью функционального инструмента под названием «Оценка жизненного цикла» (LCA) или подхода «от колыбели до могилы».
LCA используется для проведения оценки, в которой материалы, строительство, использование и снос здания количественно выражены в эквивалентах воплощенной энергии и углекислого газа, а также представлены данные о потреблении ресурсов и выпущенных выбросах. Эти результаты полезны для архитекторов, инженеров-строителей, подрядчиков и владельцев, заинтересованных в прогнозировании воздействия на окружающую среду на протяжении всего срока службы конструкции. Жизненный цикл строительных материалов необходимо лучше понять, прежде чем можно будет уменьшить их воздействие на окружающую среду, и ОЖЦ является эффективным инструментом для ответа на важные вопросы о текущих темах, волнующих общественность, таких как выбросы парниковых газов (Hsu, 2010).
Производство, транспортировка и установка строительных материалов, таких как сталь и бетон, требуют большого количества энергии, несмотря на то, что они составляют минимальную часть конечной стоимости здания в целом. Эксперты называют энергию, потребляемую всеми процессами, воплощенной энергией (EE) (Høibø et al, 2015).
Небольшое количество воплощенной энергии (углерода) в одной тонне бетона, умноженное на огромное количество используемого бетона, приводит к тому, что бетон является материалом, который содержит наибольшее количество углерода в мире. EE бетона, который является самым высоким, составляет 12,5 МДж / кг EE, стали — 10,5 МДж / кг EE, а самый низкий — дерева с 2,00 МДж / кг EE. (Хсу, 2010). Содержание воплощенной энергии в каждом строительном материале сильно различается, особенно в бетоне, поскольку производство цемента чрезвычайно энергозатратно и требует больших объемов ископаемого топлива, что делает его одним из ведущих производителей выбросов углекислого газа, способствующих глобальному потеплению (Shams et al, 2011).
Принимая во внимание Воплощенную Энергию бетона и стали, можно сделать вывод, что их воздействие на окружающую среду чрезвычайно велико. С другой стороны, с точки зрения углеродного следа, деревянные здания требуют меньше энергии от добычи ресурсов путем производства, распределения, использования и утилизации по окончании срока службы и несут ответственность за гораздо меньшие выбросы парниковых газов, загрязнение воздуха и воды.
Шамс и др. (2011) сравнили среднюю школу Эльдорадо в Арканзасе, построенную из дерева, с другими зданиями, построенными из стали или бетона. Авторы обнаружили, что устойчивое проектирование и строительство деревянного здания, также называемого зеленым зданием, примерно состоит из 153 140 кубических футов пиломатериалов, панелей и инженерной древесины, что можно сравнить с 2184 автомобилями, выведенными из эксплуатации в течение года. ASTF (Альянс по спасению лесов) предполагает, что для такого объема древесины леса выращивают такое количество древесины за 13 минут, а поглощенный древесиной углерод составляет примерно 3660 метрических тонн CO 9 .0033 2 и, что более важно, предотвращение выбросов парниковых газов в размере 7 780 метрических тонн CO 2 . Это подтверждает, что древесина является лучшим возобновляемым, биоразлагаемым, нетоксичным и энергоэффективным строительным материалом. В ответ правительства и промышленность в богатых древесиной странах, таких как Австрия и Скандинавия, на практике поддержали древесину, а недавно Министерство сельского хозяйства США объявило конкурс на проектирование деревянных высотных зданий и объявило об инвестициях в размере 1 млн долларов для обучения архитекторов и строителей работа с деревом (Хамфрис, 2015).
Часто эксперты учитывают производство строительного материала, когда говорят о факторах, влияющих на устойчивость. Этот фактор оценивается с помощью LCA. Некоторые строительные материалы, такие как сталь, создать труднее, и поскольку они являются по существу невозобновляемыми ресурсами, они вносят больший вклад в общее потребление материалов (Kim et al, 1998). Сталь является новейшим из трех материалов. Сталь стала популярным строительным материалом во время промышленной революции благодаря своей долговечности. В это время большинство людей начали переходить от строительства из дерева к стали. К сожалению, тогда еще не знали о вреде его производства. Производство стали, цемента и стекла требует температуры до 3500 градусов по Фаренгейту, что достигается за счет большого количества энергии на основе ископаемого топлива. С другой стороны, древесина производится с использованием энергии солнца (Шамс, Махмуд и Амин, 2011 г.). Переход от неэкологичных строительных материалов, таких как бетон и сталь, к экологически безопасным строительным материалам, таким как дерево, в офисных и коммерческих зданиях может существенно снизить негативное воздействие строительства на окружающую среду .
Применительно к производству строительных материалов древесина имеет большое экологическое преимущество перед сталью и бетоном. Древесина — это действительно натуральный материал, который обладает способностью к повторному росту и воспроизведению. Деревья можно собирать так же, как и любую культуру, и легко превращать их в каркас. Фермы деревьев являются доступным вариантом для массового производства конструкционных материалов. Они способны быть эффективными и устойчивыми, однако от них не требуется следовать каким-либо законам устойчивого развития. Это прискорбно, но с внедрением новых законов мы можем сделать самый устойчивый материал еще более устойчивым. Мы могли бы сделать так, чтобы по закону требовалось пройти сертификацию Американской системы ферм по выращиванию деревьев. Если это необходимо, то нет больше оправданий тому, что дерево не самый экологичный материал. (Стандарты сертификации, 2016 г.)
Чтобы получить сертификат Американской системы ферм по выращиванию деревьев, необходимо соблюдать восемь стандартов.
Первый стандарт – это обязательство практиковать устойчивое лесное хозяйство. Один из способов сделать это — разработать план управления лесами и внедрить устойчивые методы. Второй стандарт – соблюдение законов. Этот стандарт просто требует от землевладельца соблюдения всех соответствующих правил. Третьим стандартом является лесовосстановление и лесовосстановление землевладельцем. Стандарт четыре называется защита воздуха, воды и почвы. Этот стандарт является устойчивым, поскольку требует от землевладельца поддержания или улучшения качества земли. Пятый стандарт — здоровье вашего леса и животных, которые называют его домом. Шестой стандарт – эстетика леса. Седьмой стандарт — защита специальных сайтов. Особые места должны иметь исторические, археологические, культурные, геологические, биологические или экологические характеристики. Последний стандарт, стандарт восемь, касается сбора лесных товаров и других видов деятельности. Это восемь стандартов, которым вы должны следовать, чтобы получить сертификат Американской системы ферм по выращиванию деревьев (Стандарты сертификации, 2016 г.
). Все стандарты доказывают общественности, что даже те лесные фермы, которые используются в материальных целях, все равно вносят свой вклад в экологическое здоровье района. Фермы будут иметь постоянное присутствие, возможно, от 50 до 80 лет. Это количество времени обеспечивает постоянный доход и таким образом защищает эту область от дальнейшего развития. Мир получит гораздо больше пользы от леса, который приносит деньги, чем от электростанции, которая приносит деньги. Наличие такого баланса индустриализации и здоровья лесов создает очень устойчивую систему.
Вторым важным аспектом энергозатрат строительного материала является его разрушение. Если материал не может быть эффективно переработан, то он не может быть устойчивым. Когда мы разрушаем бетон, его невозможно повторно использовать для строительства. Сталь требует огромного количества энергии, чтобы нагреть сталь и превратить ее в новый материал. Каждый раз, когда сталь перерабатывается, сталь должна быть расплавлена при высоких температурах, чтобы превратиться в новый материал.
Энергия, необходимая для переработки стали, требует энергии, получаемой из ископаемого топлива. Повторное использование стали по-прежнему наносит ущерб окружающей среде. Древесина — это материал, который требует мало энергии для утилизации и может быть легко использован для строительства. Восстановленная древесина, термин, который используется для извлеченных пиломатериалов из старых построек, может быть извлечена под водой, если древесина не сгнила. [BJ1] Одно из преимуществ использования переработанной древесины вместо свежей новой древесины дает нам возможность использовать более крупные куски пиломатериала там, где новая древесина не может вырасти такой же высокой из-за времени. Новой древесине также нужно время, чтобы уменьшиться в размерах, когда она начинает высыхать, и пока регенерированная древесина не сгнила, она может быть гораздо более надежной, чем новая древесина (Erhlich, 2011).
Восстановленная древесина не только снижает углеродный след при строительстве, но и экономически дешевле, чем покупка новой древесины, посадка и выращивание которой стоит денег.
Рынок переработанных строительных материалов дешевле, чем покупка новых. Восстановленная древесина дала людям возможность создать свои собственные рабочие места и новый рынок. Люди ищут компании, которые специализируются на сборе древесины, и связываются с ними, чтобы избавиться от материала (Martin, E., & Schendel, E., 2014). Каждый день строятся новые здания и сносятся старые. Из-за этого люди всегда стремятся избавиться от старых материалов, таких как дерево. Не весь материал можно спасти, но немногого можно добиться. (Мартин Э. и Шендель Э., 2014 г.) Возможность постоянной переработки и повторного использования материалов обеспечивает длительный цикл. Нужно меньше деревьев, свалки не будут заполняться идеально годной древесиной, и это будет дешевле для потребителя, потому что трудозатраты будут намного меньше.
Несмотря на то, что древесина имеет экологические преимущества по сравнению с другими материалами, она по-прежнему не используется в должном объеме. Однако на данный момент есть люди, которые настаивают на продвижении зеленого строительства.
Некоммерческая организация Совет по экологическому строительству США (USGBC) разработала LEED, или Лидерство в энергетическом и экологическом проектировании, в марте 2000 года. Это означает, что для получения сертификата LEED строитель должен быть экологически ответственным и использовать ресурсы эффективно. Они применили свои стандарты в более чем 83 тысячах проектов по всему миру. (LEED, 2016)
Одна вещь, которую требует сертификация LEED, — это низкая воплощенная энергия проекта. Воплощенная энергия — это общее количество энергии, которое требуется, чтобы доставить материалы на место работы. Если мы говорим о древесине, это включает в себя газ, необходимый для работы бензопилы, транспортировку на завод/строительную площадку, а также энергию, необходимую для распила древесины и превращения ее в каркасный материал. Чтобы получить сертификат LEED, вам необходимо учитывать, насколько далеко находится поставщик. Если цена на древесину ниже у поставщика в 100 милях от поставщика по сравнению с поставщиком в 10 милях, LEED все равно потребует от вас использовать ближайшего поставщика, чтобы снизить воплощенную энергию (LEED, 2016).
Система LEED эффективно способствует зеленому строительству и созданию устойчивой инфраструктуры.
Исследования и примеры, приведенные в статье, показывают, что древесина, в конечном счете, является наиболее экологичным продуктом для строительства. Древесина пригодна для повторного использования и чиста, чтобы превратиться в строительный материал. Лесные фермы могли бы помочь противодействовать растущей проблеме вырубки лесов. Общество должно перейти от строительства в основном из бетона и стали к строительству в основном из дерева. Для этого правительство должно обеспечить стимулы для устойчивых материалов. Ничто не будет достигнуто, пока не будут установлены конкретные правила, а подрядчики не будут вознаграждены за выполнение требований устойчивого развития. Стимулы могут включать сертификаты и налоговые льготы. Главное, что нужно сделать, это снизить стоимость устойчивости и увеличить стоимость неустойчивости. Простое инициирование положительного вознаграждения за использование дерева общество могло бы продолжить давнюю традицию использования дерева в качестве наиболее распространенного строительного материала.
Сертификация обеспечивает значительные стимулы для устойчивого строительства. Добавление награды LEED к зданию делает его отличным маркетинговым инструментом. Эти награды позволяют подрядчикам найти больше клиентов. Дополнительный тот факт, что это экологически чистые здания, выделяет их в общем пуле строительства, что делает их привлекательными для инвестиций. Исследование Vierra (2014) показывает, что устойчивое строительство создает более крупные пулы инвесторов, экономит деньги за счет уменьшения энергии, затрачиваемой на его создание, и даже дает дополнительные преимущества в виде налоговых льгот. Показано, что возврат инвестиций в устойчивые здания увеличивается до 6,6%. Сертифицированное строительство также привело к увеличению заполняемости на 3,5% и увеличению арендной платы на 3% (Vierra, 2014). Строительство — это бизнес, а бизнес работает на доход. Получение сертификата увеличивает количество покупателей и, таким образом, увеличивает размер дохода, и уже одно это должно стать серьезным толчком к привлечению большего числа подрядчиков к устойчивому строительству.
В Соединенных Штатах существуют федеральные налоговые льготы, предоставляемые компаниям, построенным из низкоэнергетических материалов. Пока конструкция считается энергоэффективной, подрядчику и покупателю доступны многочисленные налоговые льготы. Стимулирование экологичного строительства обещанием снижения стоимости — один из лучших способов изменить традицию. (Vierra, 2014) Например, Закон об энергетической политике 2005 года содержит вычет налога на прибыль предприятий. Этот налоговый вычет может уменьшить до 1,80 доллара США за квадратный фут, если бизнес использует энергоэффективное оборудование или материалы (DiPeso, 2007). В долгосрочной перспективе это может сэкономить предприятиям невероятную сумму денег. Лучший и наиболее эффективный способ изменить строительную отрасль — создать систему, которая в конечном итоге исключит использование неустойчивых строительных материалов. Создавая больше налоговых льгот и больше правил для зеленого строительства, строительство может начать двигаться вперед к будущему исключительно устойчивого развития.
Неустойчивое строительство отрицательно влияет на окружающую среду, однако переход от строительных материалов, таких как бетон и сталь, к экологически безопасным строительным материалам, таким как дерево, в офисных и коммерческих зданиях продвигает строительную отрасль к более здоровому миру. В прошлом бетон и сталь привлекали внимание самых инновационных строительных материалов. Во время промышленной революции и до сих пор большие серые здания были основой цивилизации и прогресса. Судя по исследованиям, это уже не так. Эти преимущества инициировали такие программы, как LEED и ATFS. Они являются отличной отправной точкой для устойчивого развития. Они устанавливают основные правила и устанавливают модель зеленого строительства и управления. LEED и ATFS являются важными ступеньками, однако необходимо получить больше сертификатов и получить более весомые награды. Зеленое строительство используется как символ современной инфраструктуры, но это не самый распространенный метод. При большем количестве стимулов статус-кво строительства может начать прогрессировать.
Ссылки
Ачу, К., и Мандеа, Д. (2014). Воздействие выбора строительных материалов на окружающую среду в контексте устойчивого развития. Бюллетень Университета сельскохозяйственных наук и ветеринарной медицины Клуж-Напока . 71(2), 125-132. doi:10.15835/buasvmcn-agr:10649
Бейер, Г. (2012). Лес и изменение климата. Борьба с изменением климата . Получено с http://www.cei-bois.org/files/BuildWithWood.PDF
DiPeso, J. (2007). Энергия, окружающая среда и налоги. Управление качеством окружающей среды , 17(1), 91-96. Получено с http://web.a.ebscohost.com/ehost/pdfviewer/pdfviewer?sid=4b8f0d44-3058-456a-a222-f3ef3d8d717f%40sessionmgr4005&vid=7&hid=4104
Erhlich, B. (2011, ноябрь/декабрь) . Многоликое восстановленное дерево. Новости экологического строительства , 20 (11). Получено с https://www2.buildinggreen.com/article/many-faces-reclaimed-wood
Høibø, O., Hansen, E., & Nybakk, E. (2015).
Предпочтения строительных материалов с акцентом на
Древесина в городском жилищном строительстве: долговечность и воздействие на окружающую среду. Canadian Journal Of
Forest Research , 45(11), 1617-1627. DOI: 10.1139/cjfr-2015-0123
Хамфрис, К. (2014, 6 июля). Будут ли города будущего построены из дерева? The Boston Globe. Получено с https://www.bostonglobe.com/ideas/ 2014/07/05/will-cities-future-built-wood/1iunF28vau8i0FQutgSv0L/story.html
Huovila, P., Ala-Juusela, M., Мельхерт, Л., и Пуффари, С. (2009 г.). Здания и изменение климата. Программа ООН по окружающей среде. Получено с http://www.unep.org/sbci/pdfs/SBCI-BCCSummary.pdf
Hsu, S.L. (2010, июнь). Оценка жизненного цикла материалов и конструкций в коммерческих структурах: изменчивость и ограничения. Массачусетский технологический институт. Получено с http://web.mit.edu/cron/project/concrete-sustainability-hub/Literature%20Review/Building%20Energy/Thesis/Libby%20Hsu%20Thesis.
pdf
Ким, Дж., и Ригдон, Б. (1998). Качества, использование и примеры экологичных строительных материалов. Модуль устойчивой архитектуры , 10-43. Получено с http://www.umich.edu/~nppcpub/resources/compendia/ARCHpdfs/ARCHsbmIntro.pdf
(2016 г.). ЛИД. Совет по экологическому строительству США. Получено с http://www.usgbc.org/leed
Martin, E. & Schendel, E. (2014, 7 мая). Зарабатывает на жизнь продажей восстановленной древесины. Новости ПО . Получено с http://www.swnews4u.com/archives/21450/9.0003
Росманиц К. Дома и дома. Английский онлайн . Получено с http://www.english-online.at/art-architecture/houses-and-homes/houses.htm
Шамс, С., Махмуд, К., и Амин, М. А. (2011). Сравнительный анализ строительных материалов для устойчивого строительства с акцентом на сокращение выбросов CO2. Международный журнал по окружающей среде и устойчивому развитию IJESD , 10(4), 364-374. doi:10.1504/ijesd.2011.